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无功补偿控柜制器的设计要求有哪些

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无功补偿控柜制器的设计要求有哪些

发布日期:2017-10-13 作者: 点击:

无功补偿控柜制器的设计要求有哪些


    无功补偿控制器是无功补偿装置的核心部件,具有举足轻重的地位,大部分无功补偿装置的生产厂家都是买来控制器然后自行装配整机,具有设计制造控制器能力的厂家不多,能够设计制造出性能优异的控制器的厂家更是凤毛麟角。


  现有的低端控制器都是以功率因数为依据进行控制的,这种控制器虽然价格低廉、性能很差,已属于淘汰之列,因此这里不做介绍。


  现有的高端控制器都是以无功功率为依据进行控制的,但除此之外,往往将设计重点放在汉字显示以及数据通讯等方面。其实要真正实现完美的无功补偿控制是一件相当复杂的事情,实现完美的无功补偿控制是无功补偿控制器的主要功能,只有在主要功能相当完善的情况下,才能考虑附加功能。下面详细介绍一下对控制器的设计要求以及一些基本的设计方法。


  1、对测量精度的要求


  要实现精确的无功补偿就必须对无功电流进行准确的测量。


  因为电压的变化范围较小,因此对电压的测量精度要求不高,通常有1%的测量精度就足够了。通常的情况下,不测量电压也可以实现很好的无功补偿控制,对电压的测量主要是为了实现过压、欠压、以及缺相等保护功能。


  对电流的测量灵敏度要求要高一些。对于使用8位单片机的低档控制器,测量灵敏度要达到1%以上。注意这里强调的是“测量灵敏度”而不是“测量精度”, 1%的电流测量灵敏度即相当于可以区分1%的电流变化,例如电流互感器的一次电流为500A,则意味着可以区分从100A到105A的电流变化,并不要求100A的电流测量值绝对准确。对于使用DSP或32位单片机的高档控制器,测量灵敏度要达到0。1%以上,否则就谈不到高档了。同样的道理,测量的灵敏度要达到0。1%,意味着测量值应该有4位有效数字,但同样并不要求绝对准确。对无功补偿控制器要求0。1%的测量精度是不现实的,也没有实际意义。但是控制器的测量值最好能在现场进行校正。


  对功率因数测量的灵敏度最好要达到0。001。准确地说,应该是对相位差的测量要求,因为测量无功功率并不需要使用功率因数值。这里要强调一点,对无功电流的计算应该使用Iq=I×sinφ的公式来进行计算,而sinφ的值应该根据相位差的值直接进行计算,不能使用sinφ=(1-cosφ2)1/2的公式计算,否则当相位差在0度附近时,cosφ的微小变化会导致sinφ的很大变化,导致sinφ的值误差太大。例如cosφ=0。99时,对应的相位差是8。1度,对应的sinφ值为0。14,意味着0—0。14之间其他sinφ值检测不到。


  对相位差的测量要求达到整个-180—+180度范围。有一些控制器具有电流互感器接反的自动识别功能,这种控制器以有功必须为正值来判断互感器的正反,相当于-90—+90度范围,这就可能以下的问题:


  (1)当负荷处于发电状态时会出现检测错误。


  (2)当负荷为纯电感或纯电容时,由于有功电流约等于零,可能会将电感误判断为电容或者将电容误判断为电感。而负荷为纯电容的状态经常会出现,例如负荷为单一大负荷而负荷停机时,无功补偿电容器尚在运行,于是变压器二次电流就变为纯电容电流,如果将这个电流误判为电感电流,控制器就会继续投入电容器,直至将所有的电容器全部投入运行,造成严重的过补偿现象。


  2、显示器的选择


  最常用的显示器件就是LED数码管,LED数码管价格低廉、可靠性高。最好使用多位组合的LED数码管,这样可以大量减少线路板连线并且减少焊接安装工作量。


  很多人比较热衷于使用液晶显示器,液晶显示器可以显示汉字,在有照明的情况下也比较省电,但是液晶显示器的最大问题是低温性能不好,通常在-10℃以下不能正常显示。所以除非能够确定控制器的使用环境温度在-10℃以上,否则不要使用液晶显示器。


  3、参数设定功能


  对于以无功电流或无功功率为依据进行控制的无功补偿控制器,参数设定功能是必备的。


  在控制器制造的时候,电容器的额定容量,电流互感器的变比等参数无法事先确定,只能根据无功补偿装置的实际情况及现场情况进行设定,因此控制器必须具备参数设定功能。设定的参数应保证不会因掉电而丢失。


  最直接的保存设定参数的方法就是使用EEPROM器件,如24C02等。有一些单片机具有片内EEPROM,这样就可以减少外围器件数量。还有一些单片机具有在应用编程功能,也就是说,可以在程序运行过程中修改片内FLASH程序存储器的内容。对于这类单片机也可以将设定参数保存在FLASH程序存储器中,不过在应用编程的程序设计比较复杂一些。


  4、保护功能的设计


  电容器的过载无非是由于电压过高或者是谐波过大而引起,因此在控制器中设计过电压保护功能是必要的。在能力允许的情况下,应该在控制器中设计电压谐波检测功能,因为导致电容器谐波过载的根本原因是电压畸变,检测电压谐波就可以实现对电容器的谐波过载保护。有了过电压保护和谐波过载保护则热继电器就可以取消。既节省了体积与成本又减少了故障点。


  5、电容器的投入与切除控制策略


  电容器的投入与切除应该分步进行,不应在一步操作中同时投入或者切除多台电容器。否则过大的电流突变会对系统造成比较大的影响,也不利于实现精确的补偿效果。


  同时,对于安装有不同规格电容器的补偿装置,电容器的投切应该尽量简洁,以便尽量减少电容器的投切次数,并且可以最快的满足补偿要求。不应按最小步进台阶一步一步递增或递减。


相关标签:无功补偿柜

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