下面電站系統(tǒng)工程論文主要介紹配變監(jiān)測和電容器設(shè)置相關(guān)內(nèi)容，探索對變壓器的各個參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測，并自動進(jìn)行無功補(bǔ)償，以及電容器自動投切的控制策略。對電力用戶來說，過多地從電網(wǎng)中吸取無功功率，會降低電能質(zhì)量，影響生產(chǎn)過程中的加工精度。為了減少無功功率在電網(wǎng)中的流動，就需要進(jìn)行無功補(bǔ)償，以減少線損，改善電能質(zhì)量，消除無功功率對系統(tǒng)帶來的種種負(fù)面影響，采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償是一種有效的補(bǔ)償方式。

　　關(guān)鍵詞：配變監(jiān)測,無功補(bǔ)償,電容器投切,控制策略

　　1、概述

　　在配電網(wǎng)自動化技術(shù)越來越重要的今天，如何改善供電質(zhì)量、實時監(jiān)測配電網(wǎng)運行情況變得尤為重要。為使供電部門了解配電運行狀況，制定最經(jīng)濟(jì)、安全運行方案及設(shè)備增容等提供一套完整的科學(xué)依據(jù)，是配、用電管理自動化以及城網(wǎng)改造等方面的重要內(nèi)容。

　　對輸配電系統(tǒng)來說，無功功率是系統(tǒng)中的一個重要參數(shù)，它使系統(tǒng)中輸送的總電流增加，使變壓器的出力變小，使得設(shè)備及供電線路的有功功率損耗相應(yīng)地增大，線路末端電壓損失增加。對電力用戶來說，過多地從電網(wǎng)中吸取無功功率，會降低電能質(zhì)量，影響生產(chǎn)過程中的加工精度。為了減少無功功率在電網(wǎng)中的流動，就需要進(jìn)行無功補(bǔ)償，以減少線損，改善電能質(zhì)量，消除無功功率對系統(tǒng)帶來的種種負(fù)面影響，采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償是一種有效的補(bǔ)償方式。

　　因此，設(shè)計一種既可以對配電網(wǎng)運行狀況進(jìn)行監(jiān)視又能進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)呐潆娺\行綜合測控裝置顯得十分必要。在以往經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)實際運行情況，借鑒國內(nèi)外同類產(chǎn)品的優(yōu)點，制定了一種設(shè)計配變監(jiān)測及無功補(bǔ)償裝置的方案。該裝置適用于工頻380V低壓輸配電電網(wǎng)，可廣泛應(yīng)用于戶外臺式變壓器、室內(nèi)配電站、箱式變電站及機(jī)械、礦山、鐵道、化工等低壓用戶，對系統(tǒng)無功功率進(jìn)行自動跟蹤補(bǔ)償和配電監(jiān)測。

　　2、硬件設(shè)計

　　合理的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計是有效的協(xié)調(diào)工作的基礎(chǔ)。裝置的硬件結(jié)構(gòu)一般采用模塊化的設(shè)計，這樣的設(shè)計可以有效地把不同的任務(wù)類型作初步的劃分。裝置分為電源模塊、主機(jī)模塊、信號及出口模塊、交流變換模塊、人機(jī)接口和通信模塊等幾部分。

　　該裝置主機(jī)模塊CPU采用80C196KB單片機(jī)，數(shù)據(jù)存儲器為大容量的Flash，采用Flash芯片作為數(shù)據(jù)存儲區(qū)，在掉電時數(shù)據(jù)不會丟失，可以保存數(shù)據(jù)以備上電后重新使用。邏輯選址單元采用GAL集成芯片G16V8，使系統(tǒng)的各個邏輯地址選擇靈活方便，且使系統(tǒng)體積縮小，提高可靠性。特有的看門狗電路使單片機(jī)在系統(tǒng)異常情況下可以自動復(fù)位，使程序重新恢復(fù)運行。

　　整個外圍電路簡單明了，抗干擾性強(qiáng)保證微機(jī)系統(tǒng)正常運行。交流變換模塊部分模擬量采集采用集成運放電路對變壓器低壓側(cè)的三相電流、三相電壓進(jìn)行濾波、整形放大等措施，再經(jīng)過采樣保持進(jìn)入采樣回路進(jìn)行采樣;為消除采樣不同步和周期測量誤差對測量精度的影響采用鎖相倍頻技術(shù)，用鎖相環(huán)電路CD4046使采樣頻率fs對工頻頻率f的在線自動跟蹤滿足條件fs Ntimes;f，從而保證在一個工頻周期內(nèi)均勻采集N個點。信號及出口模塊輸出部分由CPU經(jīng)光電隔離后對晶閘管發(fā)觸發(fā)脈沖控制電容器組的投切。通信接口分為互為切換的RS-485和RS-232兩種方式，可在就地調(diào)試和遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)。

　　3、軟件設(shè)計

　　軟件結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計，這樣調(diào)試方便，易于組合和集成。主要包括初始化自檢模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、控制投切模塊、通信模塊、人機(jī)對話模塊等。

　　數(shù)據(jù)采集和處理模塊以及控制投切模塊是整個程序的核心部分，也是裝置能否正確投切電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵。數(shù)據(jù)采樣在數(shù)據(jù)處理子程序中由定時器中斷來進(jìn)行，定時器的定時時間由f/N確定，連續(xù)采集4個周波的數(shù)據(jù)，然后關(guān)閉定時器中斷。

　　采集的數(shù)據(jù)放在存儲區(qū)經(jīng)過數(shù)字濾波后再進(jìn)行快速傅立葉計算(FFT)，計算出各個電力參數(shù)，電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等，其中電壓和無功功率是兩個重要的參數(shù)，根據(jù)電壓和無功功率的大小可以制定無功補(bǔ)償?shù)目刂撇呗裕�可有效地控制就地自愈式電容器的投切，自動跟蹤�?fù)荷無功電流和電網(wǎng)電壓，控制晶閘管投切低壓電容器，減少總電流，降低網(wǎng)損。

　　控制策略是以最大限度保證電壓合格率為原則，進(jìn)行最優(yōu)無功補(bǔ)償。控制策略中的電壓、無功或功率因數(shù)限值可根據(jù)實際需要在現(xiàn)場實時修改。控制策略采用電壓/無功井字形控制：設(shè)過壓值為UHH，欠壓值為ULL，電壓上限為UH，電壓下限為UL，無功上限、下限分別為QH、QL(或功率因數(shù)上限CSH、下限CSL)，則有：

　　電壓低于ULL時不投，已投入的切除(欠壓);

　　電壓在ULL、UL之間時可強(qiáng)投，過補(bǔ)不切;

　　電壓在UL、UH之間時，討論如下：

　　若無功為感性且其值大于QH(或無功為感性且功率因數(shù)小于CSH)，則投入電容器;

　　若無功為容性或其值大于QL(或無功為容性且功率因數(shù)小于CSL)，則切除電容器。

　　電壓在UH、UHH之間時閉鎖，維持輸出不變;

　　電壓大于UHH時，全部切除電容器(過壓)。

　　4、功能特點：

　　本裝置對配電設(shè)備的運行情況進(jìn)行實時監(jiān)測，記錄各種電力參數(shù)的值、每小時平均有功電度、無功電度，計算電壓合格率，自動記錄一年停電時間(小時數(shù))，各組電容器一年的投切次數(shù)及當(dāng)前的投切狀態(tài)等參數(shù)值。且?guī)в邢嘈驒z查功能并實時檢測PT信號，當(dāng)接錯相序或PT斷線時會閉鎖投切電容器并報警。裝置內(nèi)采用特制電源，除非三相全斷電或斷線，否則裝置都能工作。采用大功率固態(tài)繼電器作為投切電容器的開關(guān)，無觸點、過零投切，投切時無沖擊，可頻繁投切、壽命長。

　　5、結(jié)束語

　　本文從軟硬件相結(jié)合的角度提出了一種配變監(jiān)測和自動無功補(bǔ)償裝置的方案。該方案軟硬件思路簡單、調(diào)試方便、功能齊全，可以有效的改善電力系統(tǒng)配電的運行。

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