品閘管可控電抗器補償無(wú)功功率的電子電力系統

引言

如何降低網(wǎng)損，提高電力樂(lè )統的輸電效率，保證電力系統的經(jīng)濟運行是電力系統面臨的實(shí)際問(wèn)題，也是電力系統研究的主要方向之一。目前，由于各種新型的電力電于整流裝置的投入使用使電網(wǎng)無(wú)功功率大量增加，最終導致功率因數的下降，網(wǎng)損增加。因此，進(jìn)行無(wú)功功宰補償.提高輸電效率.勢在必行。

1、控制系統總體框圖

基于McR的無(wú)功電壓綜合補償控制裝置采集兩路電壓、電流信號，根據兩表法計算系統的有功功率及無(wú)功功率，快速跟蹤電壓及無(wú)功功率的變化，動(dòng)態(tài)地調節各相投入的補償電抗，調節無(wú)功及電壓。即：根據檢測量的自動(dòng)調整MCR的各相電抗的大小和相應的晶閘管出發(fā)延遲覺(jué)，自動(dòng)調節投入各相的補償電抗?？刂蒲b置主要需要以下八部分電路：

(1)數據采集電路 撿測負載的電壓和電流。

(2)同步信號檢測電路 獲取三相同步信號。

(3)控制電路根據相應的策略，對檢測信號進(jìn)行計算.給出控制信號。

(4)品閘管控制電路 根據控制電路輸出的控制信號產(chǎn)生相應的晶閘管觸發(fā)脈沖。

(5)鍵盤(pán)、顯示電路 通過(guò)鍵盤(pán)控制顯示當前電抗器投入角度、電流值、有功功率、無(wú)功功率等。故障時(shí)顯示出錯信息。

(6)開(kāi)關(guān)量輸入電路 將表征有載變壓器分接頭位置的數字量輸入至單片機。

(7)開(kāi)蘭量輸出電路 將由控制策略所得的控制量以開(kāi)關(guān)量的形式輸出到外部控制電路中去，以控制變壓器分接頭的升降，達到無(wú)功電壓綜合補償的目的。

(8}通信電路 根據實(shí)際需要.采集各個(gè)裝置的運行參數，實(shí)現電力系統的集中控制。

整個(gè)控制系縫框圖如同1所示。

圖1 控制裝置框圖

2硬件電路設計

2.1控制電路

控制電播的核心是單片帆，系繞的采集、控制通信等任務(wù)都是通過(guò)單片機來(lái)管理和協(xié)調的，單片機的選擇非常重要，選用Intel公司的80C196KC單片機。

2 .2數據采集電路

數據采集系統的任務(wù)，就是采集傳感器輸出的模擬信號并轉換成計算機能識別的數字信號，然后送人計算機，根據不同的需要由計算機進(jìn)行相應的計算和處理.得出所需的數據。

2 .3同步信號檢測

同步信號是整個(gè)電路的時(shí)幕，所有的計算都依賴(lài)該信號來(lái)對時(shí).一旦同步出錯整個(gè)運行就會(huì )出錯。

2 .4晶閘管控制電路

本系統用80C196KC單片機的高速輸出口HSO來(lái)產(chǎn)生觸發(fā)晶閘管的驅動(dòng)信號。

2.5鍵盤(pán)和顯示電路

為實(shí)現人機對話(huà)，提供一個(gè)控制操作平臺，通過(guò)操作臺顯示現場(chǎng)參數，在本控制器中包含顯示鍵盤(pán)電路。

2. 6開(kāi)關(guān)量輸入/輸出電路

CPU在測得變電站二次側電壓和無(wú)功后，參照變電站當前運行情況，綜合考慮變電站當前的運行方式、運行參數、分接頭位置和各組電抗器投切狀態(tài)及負載情況等諸多因素，采用一定控制策略進(jìn)行判決。然后將獲得的最優(yōu)控制以數字量的形式向外部控制電路輸出去控制變壓器分接頭的升、降，達到控制變電站無(wú)功和電壓的目的。

2 .7通信電路

為便于控制器與PC機通信，選用MAX232E作為通訊接口芯片，可減少元件數量，提高集成度。

3.基于MCR的無(wú)功電壓綜合補償實(shí)驗驗證

下面是基于MCR的無(wú)功電壓綜合補償的實(shí)驗電路，如圖2所示。

圖2 MCR的無(wú)功電壓綜合補償的實(shí)驗電路

從圖2可知，電源通過(guò)電感可控電抗器和電容提供無(wú)功。電容通過(guò)調壓器接入可控電抗器兩端。通過(guò)調節調壓器變化來(lái)改變電容負載的無(wú)功功率消耗，然后觀(guān)測電抗器投入運行狀況以及兩端電壓的變化來(lái)檢驗其補償無(wú)功功率及調節電壓的能力。實(shí)驗結果見(jiàn)表1幾組數據。

表1 實(shí)驗數據

結果表明，投入可控電抗器控制裝置后基本上能夠很好的保持可控電抗器兩端電壓的穩定。特別需要說(shuō)明的是，在最后一組實(shí)驗中，電容負荷太大，消耗無(wú)功功率超出了可控電抗器工作范圍，此時(shí)電壓僅能回落到225.1V，對應的晶閘管觸發(fā)角為設定的極限2都。但是，在這種惡劣的工作條件下，可控電抗器還是起到了補償無(wú)功功率和改善電壓的作用。幾組實(shí)驗證明了可控電抗器在實(shí)際中，具有無(wú)功功率補償和維持電壓穩定的作用。

4、小結

本文對晶閘管可控電抗器補償無(wú)功功率的電子電力系統的硬件部分進(jìn)行了設計，并驚醒了檢點(diǎn)的實(shí)驗驗證，從而進(jìn)一步證明了晶閘管可控電抗器補償無(wú)功功率的可行性，對實(shí)際工作有著(zhù)實(shí)際的意義。