无功补偿控制器

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无功补偿控制器

产品概述

JKWZ-200无功补偿与配电监测控制器(以下简称控制器) ,具有无功补偿、数据采集、通讯等功能,适用于交流50Hz、0.4kV低压配电系统的监测及无功补偿控制,以达到最大限度的节能降耗、提高电网质量的目的,该产品经过十多年的持续改进应用,有近万只的连续运行,产品稳定可靠。

1. 数以电压、功率因数、无功功率等综合判定条件投切电容,无投切振荡,无投切呆区,具有控制精度高,装置补偿效果好。

JKWZ无功补偿控制器

2. 多种投切模式,共补、分补、混合补偿多达12路6种组合。

3. 支持短信模式,短信息和手机兼容,可以使用手机直接查看或设置参数。

4. 中文液晶显示,界面友好。可分相分级对三相不平衡的配电系统无功进行精确补偿。

5. 具有过压、欠压,并能故障闭锁,保护补偿装置;控制器数据可通过485通讯上传至主控室,便于管理。

6. 控制器对外联系的部分均采用多种信号隔离措施---如电磁隔离、光电隔离等,以提高控制器的抗干扰能力。

7. 自适应频率算法,输入信号在45-55Hz之间变化,均可实现正常数据采集功能。相位自动识别,接线简单。

8. 器具有功耗低、安装方便、匹配方式灵活多样、适应多种运行环境等特点。

9. 路板采用多层表面贴装技术,减少了电路体积,减少发热,提高了控制器的可靠性。

10. 控制器采用整体面板、封闭机箱,强弱电严格分开,同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施,控制器的抗干扰能力大大提高,对外的电磁辐射也满足相关标准。

11. 在采样回路中,选用高精度、高稳定的16位AD模数转换器件,保证正常运行的高精度,避免因环境改变或长期运行而造成采样误差增大。

12. 自主开发,技术支持完善。

设计要求

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。

无功补偿控制器

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。

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。

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。

保护功能设计

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。

电容投入切除

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。

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