一種基于PLC控制的自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償電容器混合投切裝置的研究

劉 兵

（1.安徽理工大學(xué)電信學(xué)院，安徽淮南 232001；2.淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程系安徽淮北 235000）

一種基于PLC控制的自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償電容器混合投切裝置的研究

劉 兵1，2

（1.安徽理工大學(xué)電信學(xué)院，安徽淮南 232001；2.淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程系安徽淮北 235000）

PLC作為一種通用控制器，同樣能應(yīng)用于電力電容器的自動(dòng)投切。這種基于PLC控制的自動(dòng)混合投切裝置對(duì)電網(wǎng)沖擊小、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。

PLC；電力電容器；投切控制

0 前言

隨著縣域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和新農(nóng)村建設(shè)的大力推進(jìn)，新一輪的農(nóng)網(wǎng)改造已基本完成。農(nóng)村電能質(zhì)量具備了大幅提升的硬件基礎(chǔ)，但是另一方面我們也看到：隨著農(nóng)民收入提高、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村用電大量增加，特別是農(nóng)村小微企業(yè)的發(fā)展，新增大量中小容量電動(dòng)機(jī)，使供電系統(tǒng)的功率因數(shù)大大降低，嚴(yán)重影響電能質(zhì)量。低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置的推廣面臨極大的市場(chǎng)空間，但是傳統(tǒng)的電力電容器投切控制方法因自身缺陷，限制了它們的普及使用。

本研究面向農(nóng)村惡劣的使用環(huán)境，設(shè)計(jì)一種混合投切裝置，它具有對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)沖擊小、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，具有一定的推廣價(jià)值。

1 低壓系統(tǒng)功率因數(shù)的提高方法

目前我國(guó)低壓配電網(wǎng)提高功率因數(shù)的方法主要是采用低壓無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，通常是隨機(jī)補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償和跟蹤補(bǔ)償三種方法。

2 目前常見的電力電容器投切裝置及其不足

2.1 普通接觸器

此種產(chǎn)品屬早期的方案，目前已基本淘汰不用。

2.2 電容器專用接觸器

因?yàn)槊Q、型號(hào)繁雜，質(zhì)量、價(jià)格相差很大，選用時(shí)比較麻煩。

2.3 無(wú)觸點(diǎn)電子開關(guān)

電力電子器件的發(fā)熱問(wèn)題難以解決，且保護(hù)電路復(fù)雜。

3 PLC控制的自動(dòng)補(bǔ)償電容器混合投切裝置

本裝置采用三菱公司的FX2N—48作為核心控制單元，投入電力電容器時(shí)由雙向晶閘管在電壓過(guò)零將其投入，經(jīng)過(guò)5～10秒等系統(tǒng)穩(wěn)定后由交流接觸器將雙向晶閘管短接，并使其退出運(yùn)行；而在需要切除電力電容器時(shí)，先將雙向晶閘管投入，待交流接觸器分?jǐn)嗪螅儆呻p向晶閘管將電力電容器切除?？梢娺@種控制方法中雙向晶閘管的工作時(shí)間極短，不存在過(guò)熱問(wèn)題，對(duì)器件要求也比長(zhǎng)時(shí)工作的要低。

3.1 硬件設(shè)計(jì)

電路圖見圖1。FX2N—48作為核心控制單元，現(xiàn)場(chǎng)電壓、電流、相位信號(hào)經(jīng)FX2N—4A／D轉(zhuǎn)換后送入PLC，投入電力電容器時(shí)由雙向晶閘管在電壓過(guò)零將其投入，切除時(shí)由雙向晶閘管在電壓過(guò)零將其切除，無(wú)沖擊；電力電容器工作時(shí)由交流接觸器主觸點(diǎn)接通，此時(shí)，雙向晶閘管退出運(yùn)行。

圖1 混合投切裝置原理圖

3.2 軟件設(shè)計(jì)

控制程序流程圖見圖2?？刂瞥绦蛑幸?秒延時(shí)，主要是為了確保雙向晶閘管可靠投入及短時(shí)干擾的影響。

本裝置經(jīng)過(guò)仿真調(diào)試，效果良好，符合設(shè)計(jì)要求，具有實(shí)用價(jià)值。

圖2 混合投切裝置控制程序流程圖

［1］吳畏.基于71M6513的低壓武功補(bǔ)償控制器設(shè)計(jì)［J］.電子測(cè)試，2008（2）.

［2］鄧彥國(guó)，羅禮全，王毅.基于ATT7022A的低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器研制［J］.國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2006（2）.

TM571

A

1671-8275（2012）04-0136-01

2012-07-21

劉兵（1971-），男，江蘇淮陰人，淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程系講師，安徽理工大學(xué)2009級(jí)電氣工程碩士。研究方向：電氣工程。

訾興建