一種基于PLC控制的自動無功補償電容器混合投切裝置的研究

劉 兵

（1.安徽理工大學電信學院，安徽淮南 232001；2.淮北職業技術學院電子信息工程系安徽淮北 235000）

一種基于PLC控制的自動無功補償電容器混合投切裝置的研究

劉 兵1，2

（1.安徽理工大學電信學院，安徽淮南 232001；2.淮北職業技術學院電子信息工程系安徽淮北 235000）

PLC作為一種通用控制器，同樣能應用于電力電容器的自動投切。這種基于PLC控制的自動混合投切裝置對電網沖擊小、可靠性高、適應性強，具有一定的工程應用價值。

PLC；電力電容器；投切控制

0 前言

隨著縣域經濟的發展和新農村建設的大力推進，新一輪的農網改造已基本完成。農村電能質量具備了大幅提升的硬件基礎，但是另一方面我們也看到：隨著農民收入提高、農村經濟的發展，農村用電大量增加，特別是農村小微企業的發展，新增大量中小容量電動機，使供電系統的功率因數大大降低，嚴重影響電能質量。低壓無功補償裝置的推廣面臨極大的市場空間，但是傳統的電力電容器投切控制方法因自身缺陷，限制了它們的普及使用。

本研究面向農村惡劣的使用環境，設計一種混合投切裝置，它具有對電網系統沖擊小、可靠性高、適應性強等優點，具有一定的推廣價值。

1 低壓系統功率因數的提高方法

目前我國低壓配電網提高功率因數的方法主要是采用低壓無功補償技術，通常是隨機補償、隨器補償和跟蹤補償三種方法。

2 目前常見的電力電容器投切裝置及其不足

2.1 普通接觸器

此種產品屬早期的方案，目前已基本淘汰不用。

2.2 電容器專用接觸器

因為名稱、型號繁雜，質量、價格相差很大，選用時比較麻煩。

2.3 無觸點電子開關

電力電子器件的發熱問題難以解決，且保護電路復雜。

3 PLC控制的自動補償電容器混合投切裝置

本裝置采用三菱公司的FX2N—48作為核心控制單元，投入電力電容器時由雙向晶閘管在電壓過零將其投入，經過5～10秒等系統穩定后由交流接觸器將雙向晶閘管短接，并使其退出運行；而在需要切除電力電容器時，先將雙向晶閘管投入，待交流接觸器分斷后，再由雙向晶閘管將電力電容器切除。可見這種控制方法中雙向晶閘管的工作時間極短，不存在過熱問題，對器件要求也比長時工作的要低。

3.1 硬件設計

電路圖見圖1。FX2N—48作為核心控制單元，現場電壓、電流、相位信號經FX2N—4A／D轉換后送入PLC，投入電力電容器時由雙向晶閘管在電壓過零將其投入，切除時由雙向晶閘管在電壓過零將其切除，無沖擊；電力電容器工作時由交流接觸器主觸點接通，此時，雙向晶閘管退出運行。

圖1 混合投切裝置原理圖

3.2 軟件設計

控制程序流程圖見圖2。控制程序中引入5秒延時，主要是為了確保雙向晶閘管可靠投入及短時干擾的影響。

本裝置經過仿真調試，效果良好，符合設計要求，具有實用價值。

圖2 混合投切裝置控制程序流程圖

［1］吳畏.基于71M6513的低壓武功補償控制器設計［J］.電子測試，2008（2）.

［2］鄧彥國，羅禮全，王毅.基于ATT7022A的低壓無功補償控制器研制［J］.國外電子測量技術，2006（2）.

TM571

A

1671-8275（2012）04-0136-01

2012-07-21

劉兵（1971-），男，江蘇淮陰人，淮北職業技術學院電子信息工程系講師，安徽理工大學2009級電氣工程碩士。研究方向：電氣工程。

訾興建