一种电网无功功率自动补偿控制装置的研究
杨嘉丞，雷雨虹，李睿
（国网四川省电力公司检修公司变电检修中心，成都610000）
摘要：为满足人们对供电质量的要求，电力系统中必须要合理的安装无功功率补偿的装置，而无功功率补偿装置的工作状态如累需妥人工切换，会增加相关工作人员的工作量，而且切 换的及时性、准确性等也难以得到保障，所以人们会试通过设计开发具有无工功率自动补偿控制功能的装置，实现并联电容器组自动投切，进而保证影响电能质量的因素得到有效的控制.在此背景下，文中针对一种电网无功功率自动补偿控制装置展开研究，为提升电网质量做出努力.
关键词：无功功率：自动补偿：补偿控制装置
中图分类号：TM714.3文献标志码：B文章编号：1009-3230（2017)01-0033-03
ResearchonAKindofReactivePowerCompensationControlSystem
YANG Jia cheng LEI Yu hong LI Rui(State Grid Sichuan Electric Power Company Overhaul Service Center Chengdu 61000o China)
pensation device must be installed in the power system. If the working state of the reactive power Abstract: In order to meet people's requirements for the quality of power supply a reactive powerpensation device needs mamual switching it will increase the workld of the relevant sff and is difficult to guarantee the accuraey of the witching so people try to desig and develop deviceqdu n duod and then to ensure that the factors affecting power quality are fetively trolled. In this cntet this paper aims at a kind of automatic reactive power penation control device in power grid andmakes efforts to improve the quality of power network.
Key words: Reactive power; Automatic pensation; Compensation control device
0.1电网无功功率自动补偿控制装置的功能分析
0引言
考虑到电力系统无功功率本身处于无功功率的上限和下限值范围内，无需进行无功补偿；在电力系统无功功率超越上限的情况下，除系统同时超越或即将超越电压上限时不需要电容器以外的情况，应投入电容器；在电力系统无功功率超越下 限的情况下，除系统同时超越电压下限或即将超越时不需要切除电容器以外的情况，应切除电容器.所以无功功率自动补偿控制装置必须具备以下功能：
变电站集中补偿、低压集中补偿、杆上无功补偿、用户终端分散补偿是现阶段电网无功功率补偿的常见技术，其中低压集中补偿应用最为广泛，在具体补偿过程中，随机、随器、跟踪等形式均可以基本达到补偿的效果，但在补偿的同时会产生投切振荡、顺序投切等新问题，所以需要一种更理想的无功功率自动补偿控制装置.
（1）保证就地平衡原则实现的基本功能.为
满足低压母线并联电容器无功功率补偿就地平衡1电网无功功率自动补偿控制装置为25kvar的电容器；在电网本身无功功率处于上限和下限间，该控制装置要自动对并联电容器闭锁，避免不必要的投切影响电能质量；自动在电容器两次动作前设定延时，防止因电容器内部电流构成电容器损伤.
能.该装置可通过预先设定的格式，对母线的电 （2）通过界面数据显示实现人机友好对话功流与电液、功率因数、电容组投切状态、闭锁电流值、功率因子上限与下限、过压保护定值、调压补偿形式选择等进行显示.运行人员通过读取界面数据就可以判断补偿装置的运行状态，对其中不合理的数据运行人员可直接通过设定界面进行修改.
（3）报警功能.在该装置发现电力系统的实际电压不在过压保护定值和低压保护定值的范围内的情况下，会结合电压的具体值，发出过电压或欠电压报警；在该装置对电容器发出投切命令，但电容器不进行对应操作的情况下，该装置要发出故障报警，引起运行维护人员注意，进行及时的修复，避免电能质量受到严重影响.
0.2电网无功功率自动补偿控制装置的结构分析
要保证电网无功功率自动补偿控制装置以上功能的顺利实现，在结构上必须保证其具有以下部分：首先，检测单元，此结构的主要功能是直接从电网中检测可以在一定程度上反应网络功率因数的参数，然后将获得的参数信号向主控单元接收信号转换，并向主控单元传输.其次，主控单元，将接收的参数信号与数据库中存储的目标参数对比分析，判断电网无功功率和电压状态，确定无功功率补偿装置投切方案，此时如果发现问题要直接报警，在未发现问题的情况下，将投切命令向执行单元输送.再次，执行单元在接收主控单元命令后，直接调整投切开关，对电容器的投切状态进行控制.除上述结构外，需要电源装置，保证 无功功率自动补偿控制装置各结构作用的发挥.力在可能产生的电磁干扰之上，而且不会出现
1.1电网无功功率自动补偿控制装置整体设计 分析
在进行电网无功功率自动补偿控制装置设计的过程中，如果直接应用AD574进行电力系统中电压和电流的检测，不仅需要通过检测电压电流相位差的装置辅助测量，而且还要进行大量的计算，对互感器的线性度要求也较高；如果应用基于电量传感器的功率因数控制器，虽然在计算的效率和精确度方面得到了提升，但对成本的要求更 高.所以文中在进行设计的过程中，主动放弃以上两种设计方案，直接基于CSS5460A芯片进行设计，因为此芯片在监测准确性和IRMS、VRMS等参数计算准确性方面性能非常突出.
结合CSS5460A芯片的功能，笔者认为设计的电网无功功率自动补偿控制装置各结构，具体的设计形式是在CPU的基础上，设置开关量输、看门狗、相位判断、键盘设定和CSS5460A芯片，在CSS5460A芯片中存储电压互感器和电流互感器获取的实时数据；然后由CPU控制状态显示、隔离驱动、报警等，并与通讯接口实现互动，在以上结构的共同作用下，对电容器的投切状态进行调整.
1.2电网无功功率自动补偿控制装置的具体设 计分析
要保证以上装置结构形式设计可以满足无功功率自动补偿控制装置功能的实际需要，必须对各结构进行进一步的设计，笔者认为其主要包括以下方面：
(1）电磁兼容能力设计
无功功率自动补偿控制装置在连接电网应用的过程中，会受到雷电、磁暴、信号、静电、开关操作等产生的磁干扰影响，难以准确的实现对电容器投切控制，所以在进行电网无功功率自动补偿控制装置设计的过程中，必须保证其电磁兼容能
“大马拉小车”的问题，所以在有效的抑制电磁骤影响到设备应用过程中的整体投资，而且对投切扰的基础上，进行电磁兼容能力设计更加合理.过程中产生的投切振荡大小也会产生直接的影现阶段传输途径抑制、空间分离、时间分离、频域管理、电气隔离等在抑制电磁骚扰方面均得到有效的应用，在无功功率自动补偿控制装置所处环 境中，可灵活的选择.在周围环境的电磁骚扰被有效抑制的基础上，还要通过硬件抗干扰和软件抗干扰两方面提升电磁兼容能力.首先，硬件方面考虑到线性电源相比阻容分压式和开关式电源，稳压性和隔离性更加理想，成本相对也较适中，所以可以在无功功率自动补偿控制装置中应用，提升电磁兼容能力：其次，软件方面考虑到MCS-51单片机在受到干扰发生跑飞问题的情况下，在跑飞位置的指令是单字节、双字节和三字节不同情况下，进一步的反应会存在差异，所以不能单纯的通过余指令，降低跑飞的次数，面是要保证即使发生跑飞，也能保证跑飞的位置为单指令.这就需要在余指令技术的基础上，进一步应用软件陷阱技术，将指令向制定的位置引领，通大片ROM空间、表格的最后、程序区可以发挥较理想的引领作用.
响.这就要求在设计的过程中，进一步考虑轻载时和最佳状态下的功率因数角，现阶段，等容量分配和非等容量分配方式在进行电容分组的过程中 均得到较广泛的应用，前者即分组后每组的容量都相同，均是补偿电容总容量与分组个数的比值；面后者强调将补偿电容的总容量按照1：2：4:8的比例进行分配，仅对满足投切要求的最小容量组进行投切操作，考虑到顾序投切的实际效果相比循环投切不理想，所以在设计的过程中，应以等容量分配为主要分组手段.
在软件设计的过程中，既要保证主程序可顾利的实现中断、计算功率因数；提取投切参数、扫描开关量等功能的实现，又要保证其子系统，如相位判断子系统、投切判断子系统、CS5460A数据子系统等可以按照设定的程序达到预期要求，由于具体的设计较复杂，文中不进行进一步的详细论述.
常情况下，将软件陷阴设置在未使用的中断区和2结束语
识到要保证并联电容器为主要形式的无功功率补 通过上述分析可以发现，现阶段人们已经认偿设备，可以准确的投切，进面达到提升电能质量的效果，需要在将大量并联电容器接人电力系统的基础上，进一步安装无功功率自动补偿控制装置，并在实践中有意识的结合无功功率自动补偿控制的实现原理，对装置进行设计，这是电力系统结构不断完善的体现，应在不断完善的基础上积极推广.
（2）硬件和软件设计
硬件结构和软件结构的设计是一项非常复杂工作，任何环节设计不合理，均可能影响设备整体的运行状态，文中不进行详细的论述，只选择其中部分结构进行介绍.如，在进行电容设计的过程中，设计人员要先对补偿容量进行计算，其通常由P (中，P；代表功率；co8：和cos分别代表补偿前式进行确定，目前主要以平衡电容效果较理想的 和补偿后的功率因数；然后对补偿电容组接线方三角形接线方式为主.需要注意的是，在补偿电容器的补偿容量和接线方式确定的基础上，需要进一步针对电容器分组进行确定，因为分组的多少，直接关系到使用的开关数量的多少，这不仅
参考文献
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