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配变监测和电容器自动投切装置的设计


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 配变监测和电容器自动投切装置的设计 作者:张敏 来源:《建筑工程技术与设计》2014 年第 27 期 【摘要】配电网的发展需求使得配电变压器的监测和配电线路的无功补偿越来越重要。据 此本文所述装置对变压器的各个参数进行实时监测,并自动进行无功补偿,以及电容器自动投 切的控制策略。对电力用户来说,过多地从电网中吸取无功

功率,会降低电能质量,影响生产 过程中的加工精度。为了减少无功功率在电网中的流动,就需要进行无功补偿,以减少线损, 改善电能质量,消除无功功率对系统带来的种种负面影响,采用并联电容器进行无功补偿是一 种有效的补偿方式。 【关键词】配变监测;无功补偿;电容器投切;控制策略 1、概述 在配电网自动化技术越来越重要的今天,如何改善供电质量、实时监测配电网运行情况变 得尤为重要。为使供电部门了解配电运行状况,制定最经济、安全运行方案及设备增容等提供 一套完整的科学依据,是配、用电管理自动化以及城网改造等方面的重要内容。 对输配电系统来说,无功功率是系统中的一个重要参数,它使系统中输送的总电流增加, 使变压器的出力变小,使得设备及供电线路的有功功率损耗相应地增大,线路末端电压损失增 加。对电力用户来说,过多地从电网中吸取无功功率,会降低电能质量,影响生产过程中的加 工精度。为了减少无功功率在电网中的流动,就需要进行无功补偿,以减少线损,改善电能质 量,消除无功功率对系统带来的种种负面影响,采用并联电容器进行无功补偿是一种有效的补 偿方式。 因此,设计一种既可以对配电网运行状况进行监视又能进行就地无功补偿的配电运行综合 测控装置显得十分必要。在以往经验的基础上,结合我国城乡电网实际运行情况,借鉴国内外 同类产品的优点,制定了一种设计配变监测及无功补偿装置的方案。该装置适用于工频 380V 低压输配电电网,可广泛应用于户外台式变压器、室内配电站、箱式变电站及机械、矿山、铁 道、化工等低压用户,对系统无功功率进行自动跟踪补偿和配电监测。 2、硬件设计 合理的硬件结构设计是有效的协调工作的基础。装置的硬件结构一般采用模块化的设计, 这样的设计可以有效地把不同的任务类型作初步的划分。 装置分为电源模块、主机模块、信号及出口模块、交流变换模块、人机接口和通信模块等 几部分。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 该装置主机模块 CPU 采用 80C196KB 单片机,数据存储器为大容量的 Flash,采用 Flash 芯片作为数据存储区,在掉电时数据不会丢失,可以保存数据以备上电后重新使用。逻辑选址 单元采用 GAL 集成芯片 G16V8,使系统的各个逻辑地址选择灵活方便,且使系统体积缩小, 提高可靠性。特有的看门狗电路使单片机在系统异常情况下可以自动复位,使程序重新恢复运 行。整个外围电路简单明了,抗干扰性强保证微机系统正常运行。交流变换模块部分模拟量采 集采用集成运放电路对变压器低压侧的三相电流、三相电压进行滤波、整形放大等措施,再经 过采样保持进入采样回路进行采样;为消除采样不同步和周期测量误差对测量精度的影响采用 锁相倍频技术,用锁相环电路 CD4046 使采样频率 fs 对工频频率 f 的在线自动跟踪满足条件 fs =N× f,从而保证在一个工频周期内均匀采集 N 个点。信号及出口模块输出部分由 CPU 经光电 隔离后对晶闸管发触发脉冲控制电容器组的投切。通信接口分为互为切换的 RS-485 和 RS-232 两种方式,可在就地调试和远传数据。 3、软件设计

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