PLC在无功补偿自动补偿控制中应用(2)

便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，是目前补偿无功最有效的手段之一。 跟踪补偿： 跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式。 1.3无功补偿的原则

全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡，具体内容如下。

总体平衡与局部平衡相结合，既要满足全网的总无功平衡，又要满足分线、分站的无功平衡。

集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主，这就要求在负荷集中的地方进行补偿，既要在变电站进行大容量集中补偿，又要在配电线路、配电变压器和用电设备处进行分散补偿，目的是做到无功就地平衡，减少其长距离输送。

高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主，这和分散补偿相辅相成。

降损与调压相结合，以降损为主，兼顾调压。这是针对线路长，分支多，负荷分散，功率因数低的线路，这种线路最显著的特点是：负荷率低，线路损失大，若对此线路补偿，可明显提高线路的供电能力。

供电部门的无功补偿与用户补偿相结合，因为无功消耗大约60%在配电变压器中，其余的消耗在用户的用电设备中，若两者不能很好地配合，可能造成轻载或空载时过补偿，满负荷时欠补偿，使补偿失去了它的实际意义，得不到理想的效果。

第二章 并联电容器进行无功补偿

2.1 补偿原理

实际工程中大多数为感性负载, 其功率因数都比较低, 感性负载并联电容器是提高功率因数的主要方法之一。感性负载的电流超前于电源电压, 而容性负载的电流滞后于电源电压, 所以超前电流与滞后电流的可以互补,从电容并联点之前的电源(或电网)吸收的无功功率减少了,也就是电容性负荷的无功功率补偿了电感性负荷的无功功率。当电网容量一定时,使无功功率减少,从而可大大提高功率因数。 2.2 补偿与控制方式

常用补偿的方法:一种是集中补偿(补偿电容集中安装于变电所或配电室, 便于集中管理); 一种是集中与分散补偿相结合补偿电容一部分安装于变电所, 另一部分安装于感性负载较大的部门或车间。这种方法灵活机动, 便于调节, 且可降低企业内供、配电线路的损耗。

补偿常用控制方式:

根据用电设备负载的情况, 测算出补偿电容容量, 选用合适的无功补偿装置, 并利用交流接触器进行分级手动投切电容。这种控制方式显然不能满足自动化工业控制的要求。由分立元件组装的自动控制设备, 这种产品元件繁多, 设备

笨重庞大, 线路复杂, 可靠性差, 出现故障时维修难度大。有的使用单位由于设备无法修复, 只好人工手动来进行控制, 在科学技术迅速发展, 集成电路、微电子技术已经普及的今天, 这种状况已远远不能适应现代化生产的要求。

以单片机为主控单元的电压无功控制系统得到很大发展, 但单片机抗干扰能力较差, 在中、高压无功补偿领域的可靠性不易保证。另一方面电压等级越高的变电站其辐射范围也越大, 故障的波及面也大, 因此系统对它的控制能力、通信能力要求也更高。 2.3无功功率补偿容量的选择方法

无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时，补偿容量的选择分两大类讨论，即单负荷就地补偿容量的选择（主要指电动机）和多负荷补偿容量的选择（指集中和局部分组补偿）。 2.3.1 单负荷就地补偿容量的选择的几种方法 美国资料推荐：Qc=(1/3)Pe

日本方法：从电气计算日文杂志中查到：1/4~1/2容量计算 考虑负载率及极对数等因素，按此法选取的补偿容量，在任何负载情况下都不会出现过补偿，而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用，对一般情况都可行，特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于Io/Ie较低的电动机额定负载运行状态下，其补偿效果较差。

经验系数法：由于电机极数不同，按极数大小确定经验系数选择容量 比较接近实际需要的电容器，采用这种方法一般在70%负荷时，补后功率因数可在0.95~0.97之间

电机容量大时选下限，小时选上限；电压高时选下限，小时选上限4、Qc=P实际测试比

较准确方法此法适用于任何一般感性负荷需要精确补偿的就地补偿容量的计算。 如果测试比较麻烦，可以按下式：Qc≤ √3UeIo×10-3 (kvar) Io-空载电流=2Ie(1-COSφe ) 瑞典电气公司推荐公式：Qo

β=1，则：Qo

根据电机学知识可知，对于Io/Ie较低的电动机（少极、大功率电动机），在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与激励容量Qo的比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功经济当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下，此式来选取是合理的。

电动机额定数据计算：Q=k(1-cos2φe K

K为极

与数值电

动：：

机

极

数2 0.7 有

关4

0.8 的

6

)3UeIe×10-3(kvar)

一

个8 0.85

系

数 10 0.9

2.3.2 多负荷补偿容量的选择

多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定对已生产企业欲提高功率因

数，其补偿容量Qc按下式选择：

Qe=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm

式中：Km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；Kj为补偿容量计算系数，可取0.8～0.9;Tm为企业的月工作小时数；tgφ1、tgφ2意义同前，tgφ1由有功和无功电能表读数求得。

对处于设计阶段的企业，无功补偿容量Qc按下式选择： Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)。

式中Kn为年平均有功负荷系数，一般取0.7～0.75;Pn为企业有功功率之和；tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加权平均功率因数求得cosφ1。多负荷的集中补偿电容器安装简单，运行可靠、利用率较高。但电气设备不连续运转或轻负荷运行时，会造成过补偿，使运行电压抬高，电压质量变坏。因此这种方法选择的容量，对于低压来说最好采用电容器组自动控制补偿，即根据负荷大小自动投入无功补偿容量的多少，对高压来说应考虑采取防过补偿措施。

第三章电子式无功功率自动补偿控制器

3.1 电子式无功功率自动补偿控制器

电子式无功功率自动补偿控制器原理图如图2所示。主要具有以下方面的功能和问题。

相位检测 无功显示相位显示 cosφ额定调节 定时脉冲 电流检测 无功值运算 电平比较 投切控制 电容器组 电源 过压保护 供电系统

图2 电子式无功功率自动补偿控制原理图

3.1.1检测功率因素值的检测单元

主要由相位检测电路和电流检测电路组成。用于检测电网中所减少的无功损耗，从而使系统决定无功补偿量的大小。

相位判别检测电路：

相位差就是电压超前或滞后电流的差值，在本设计中我们不但要测量出相位差的大小还要判断出电压超前还是滞后了，首先对相位差进行测量。

输入两路同频率的正弦波信号，当两路信号的频率相同时，相角差θ=φ1—φ2是一个与时间无关的常数,将此两路正弦波信号经过放大整形成两路占空比为50%的正方波信号f1、f2，经过异或门输出一个脉冲序列A，与晶振产生的基准脉冲波B进行与操作得到调制后的波形C，在一定的时间范围内对B、C中脉冲的个数进行,计数得Nc、Nb，则其相位差计算公式为θ=180°2Nc/Nb，采用多个周期计数取平均值的方式以提高测相精度。波形如下图所示:

F1

F2

A

B

C

图4 相位检测波形图

相位极性判别电路:

将波形整形电路的两路输出方波送入D触发器中进行相位极性判别，当U0超前U1时，

Q端输出高电平，反之输出低电平，极性判别的原理图如5所示。 OUT U0 D Q

U1 CP

S

“1”

图5 相位判别电路

相位检测和判别的接线图如图6所示：

U

& I 1 电压超前时 & 相 位 差

触发器 信 号 1

&

电流超前时 & 相 位 差 1

图5 相位检测和判别的接线图

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库PLC在无功补偿自动补偿控制中应用(2)在线全文阅读。