低压动态无功补偿设备的规划

　　本设备的电容器依照8:4:2:1准则分红四组,可完结15级组合,这种不等容分组方法的长处是使用较少的分组能够得到较小的补偿级差。操控电容器投切的无触点开关由两只单向晶闸管反向并联构成。当晶闸管施加正向电压,且门极有脉冲触发信号时,晶闸管导通,电容器投入电网。当触发脉冲信号去掉后,电流过零或反压时,晶闸管截止,电容器从电网上切除。这种两只晶闸管反向并联结构与一只晶闸管和一只二极管反并联结构比较,具有投切速度快,晶闸管接受电压低的长处。别的晶闸管上并联有RC吸收电路,用于吸收浪涌电流和按捺过电压。每一电容支路串联必定容量的电抗器,装备电抗率0.5%(有时到0.01%～0.02%)的电抗器,首要意图是约束电容器的合闸涌流;装备电抗率为4.5%或6%的串联电抗器,可按捺5次以上的谐波电流;装备电抗率为12%～13%的串联电抗器,可按捺3次以上的谐波电流。

　　电容器选用△形接线方法,反向并联晶闸管选用接在△内部的接法。这种接法的最大长处是流过晶闸管的电流是其它接线方法的,这样能够有用的下降晶闸管的发热量。一起这种接法对3次谐波也有按捺作用,对电网不会形成污染[2]。晶闸管的耐压值一般按核算,其间K1为电压欲度,一般取1.1～1.2,K2为电网电压动摇系数,一般取1.15,U为电网线电压。晶闸管的电流一般按,其间C为电容容量,单位为μF。

　　现代低压电网中,理性负荷和冲击性负荷占相当大的比重,形成电网功率因数下降,电能质量严峻恶化。究其底子原因是用电负荷作业中无功功率需求量的急剧改变。因而,急需开发一种能快速呼应电网无功需求,进行实时盯梢补偿的无功补偿设备。现在无功补偿设备中,选用机械开关(接触器或断路器)或复合开关投切电容器的设备,其呼应速度慢,不能完结对无功功率的动态补偿;而选用晶闸管投切电容器的设备,其操控器多为单CPU结构,操控精度和速度难以一起确保。

　　2、 操控体系规划2.1 操控体系硬件规划操控器选用DSP+FPGA的双CPU结构。电网电压电流信号经信号调度电路调度后送入DSP的模数转换器(ADC)。DSP对数据进行收集、处理后得到电网的无功功率、功率因数等物理量,然后依据检测值的巨细以及设置值的巨细,发生需求补偿的电容器组二进制代码。FPGA接纳到此代码后,依据同步信号发生高频驱动脉冲。高频驱动脉冲经光耦阻隔送至脉冲变压器,最终脉冲变压器驱动相应的晶闸管导通,电容器投入电网。

　　在整个体系中DSP选用TI公司的TMS320F2812,其作业频率可达150MHz,并且内部集成12位ADC,能够实时盯梢体系参数的改变,敏捷完结投切判别,宣布操控指令;并且DSP实时检测体系各种维护信号,完结毛病判别并处理缺相、过压、过流、超温、晶闸管短路、晶闸管断路等毛病,确保体系安全、安稳、快速地运转。FPGA内部首要规划了五个功能模块:高频驱动脉冲发生器、同步信号发生器、锁相环、51单片机和双口RAM。锁相环首要是确保DSP的采样精度,防止频率动摇时的采样差错;51单片机首要完结按键处理、液晶显示和串口通讯等功能;双口RAM用于完结单片机和DSP间的数据交换。FPGA各功能模块具有并排运转的特色,能够敏捷呼应DSP发来的各种信息。

　　2.2 操控战略我国电力行业标准中,按操控物理量不同,低压无功补偿操控器可分为四类:无功功率、无功电流、功率因数、复合型(按两个及以上物理量组合)[3]。为了能最大极限地使用补偿设备进步电网的功率因数,不发生过补偿,无投切振动,无冲击,反响活络、敏捷,确保电压不超限,本设备以无功功率、电压、电流和功率因数归纳判别作为投切电容器组的首要判据。

　　本文介绍的快速型低压动态无功补偿设备针对电网负荷的快速改变,以DSP芯片作为中心操控器,合作FPGA驱动大功率晶闸管投切电容器。因为选用了无触点开关过零投切技能,电容器的投切均可完结无过渡进程的平稳投入和退出。因而,本设备操控精度高(无功功率2级,功率因数0.5级),呼应速度快,呼应时刻不大于13ms,并且能够频频地投切动作,能有用地盯梢补偿快速改变的负载,改进电能质量。