智能電容補償控制器設計

　　引言

　　目前,愈來(lái)愈多的工礦企業(yè)用異步電動(dòng)機作為動(dòng)力源來(lái)拖動(dòng)生產(chǎn)設備，在多數工礦企業(yè)所消耗的電能中，異步電動(dòng)機約占70%。但是由于許多企業(yè)電動(dòng)機負載率較低,造成了供電系統功率因數偏低、無(wú)功功率增加、浪費電能的情況。為滿(mǎn)足供電部門(mén)提出的用電效率指標，企業(yè)多采用對供電系統進(jìn)行無(wú)功功率電容補償的方式予以解決。而隨著(zhù)電氣技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng )新，無(wú)功功率電容補償技術(shù)得到廣泛的應用。無(wú)功功率電容補償技術(shù)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　降低配電線(xiàn)路無(wú)功電能的輸送，可以減少配電線(xiàn)路上的電能損耗;

　　挖掘設備的潛力，提高設備的出力，充分提高設備的利用率;

　　補償感性無(wú)功功率，提高功率因數，節約電能，減少電費開(kāi)支;

　　提高電壓，改善電網(wǎng)質(zhì)量。

　　本文設計的項目就是應用于380V三相電源的無(wú)功電容補償的控制器，控制器應具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種操作模式，并且可以進(jìn)行三相共補和三相分補?？蓱糜诠I(yè)現場(chǎng)，控制器具有較強抗電磁干擾能力和高可靠性、高穩定性?？刂破骺蓪?shí)現實(shí)時(shí)監測;電網(wǎng)狀態(tài)控制電容器組輸出;通過(guò)外部通信接口進(jìn)行參數設置;COS 設定在0.8~0.99范圍內可調。

　　此次這個(gè)項目與市場(chǎng)上其它產(chǎn)品相比有以下主要優(yōu)勢：

　　1. 成本低。市場(chǎng)上其它采有DSP或高速32位單片機的產(chǎn)品，價(jià)格大都在幾千元以上，而實(shí)際上在電容補償器工作中，并不一定要實(shí)時(shí)進(jìn)行采樣和控制，所以用8位的通用單片機配以硬件濾波即可勝任。

　　2. 多種模式?？梢酝ㄟ^(guò)通訊端口對其內部的參數進(jìn)行設定，這樣它就可以與多種電容配合使用，并可以根據實(shí)際的現場(chǎng)情況進(jìn)行標定;可以選擇三相共補和三相分補，這樣對于那些三相不平衡的電路非常實(shí)用;可選擇設定功率因數的自動(dòng)補償模式，也可以設定為以電流為準的手動(dòng)補償模式，這樣對于那些電流頻繁變化的電路可以更好的保護電器設備。

　　3. 標準的通訊。此次設計的這款補償控制器兼容多種通信協(xié)議，可以實(shí)現與多種PLC的通訊，所以對于那些大型成套設備，可以實(shí)現集中控制和管理，并且可以通過(guò)它對電網(wǎng)的電量參數進(jìn)行監控。

　　4. 繼電器輸出。通過(guò)繼電器輸出就可以兼容多種輸出，這樣電容控制器使用電容接觸器或可控硅都可以，電平使用24VDC或220VAC都可以，增加了控制器的使用范圍。

　　項目主要內容和目標

　　為實(shí)現以上功能，對項目的設計內容進(jìn)行細分，以下是對項目設計內容的細化。包括電網(wǎng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監測;電容器組控制輸出;外部RS232、S485接口;系統具有故障報警和自動(dòng)復位功能;可以在電壓諧波小于8%，電流諧波小于25%的情況下正常運行;具有自動(dòng)、智能、手動(dòng)三種控制方式;過(guò)補償檢測和報警;同組電容投切封鎖時(shí)間大于60S;參數可以靈活設置，如延時(shí)設定在5~99s范圍內可調;投入門(mén)限 大于1.1C并小于COS設定值;COS設定在0.9~0.99間可調;輸出路數在 1~16間可調;電流、電壓輸入比;設定參數保存;最近5次報警參數保存。