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低压动态无功补偿装置的设计

  本安拆的电容器按照8:4:2:1准绳分成四组,可实现15级组合,这种不等容分组体例的长处是操纵较少的分组能够获得较小的弥补级差。节制电容器投切的无触点开关由两只单向晶闸管反向并联形成。当晶闸管正向电压,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合构取一只晶闸管和一只二极管反并联合构比拟,具有投切速度快,晶闸管承受电压低的长处。别的晶闸管上并联有RC接收电,用于接收浪涌电流和过电压。每一电容支必然容量的电抗器,设置装备摆设电抗率

  电容器采用△形接线体例,反向并联晶闸管采用接正在△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体例的,如许能够无效的降低晶闸管的发烧量。同时这种接法对3次谐波也有感化,对电网不会形成污染[2]。晶闸管的耐压值一般按计较,此中K1为电压欲度,一般取1.1~1.2,K2为电网电压波动系数,一般取1.15,U为电网线电压。晶闸管的电流一般按,此中C为电容容量,单元为μF。

  现代低压电网中,感性负荷和冲击性负荷占相当大的比沉,形成电网功率因数降低,电能质量严沉恶化。究其底子缘由是用电负荷工做中无功功率需求量的急剧变化。因而,急需开辟一种能快速响应电网无功需求,进行及时弥补的无功弥补安拆。目前无功弥补安拆中,采用机械开关(接触器或断器)或复合开关投切电容器的安拆,其响应速度慢,不克不及实现对无功功率的动态弥补;而采用晶闸管投切电容器的安拆,其节制器多为单CPU布局,节制精度和速度难以同时。

  节制器采用DSP+FPGA的双CPU布局。电网电压电流信号经信号调度电调度后送入DSP的模数转换器(ADC)。DSP对数据进行采集、处置后获得电网的无功功率、功率因数等物理量,然后按照检测值的大小以及设置值的大小,发生需要弥补的电容器组二进制代码。FPGA领受到此代码后,按照同步信号发生高频驱动脉冲。高频驱动脉冲经光耦隔离送至脉冲变压器,最初脉冲变压器驱动响应的晶闸管导通,电容器投入电网。

  正在整个系统中DSP采用TI公司的TMS320F2812,其工做频次可达150MHz,而且内部集成12位ADC,可以或许及时系统参数的变化,敏捷完成投切判断,发出节制号令;而且DSP及时检测系统各类信号,完成毛病判断并处置缺相、过压、过流、超温、晶闸管短、晶闸管断等毛病,保障系统平安、不变、快速地运转。FPGA内部次要设想了五个功能模块: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。锁相环次要是确保DSP的采样精度,避免频次波动时的采样误差;51单片机次要完成按键处置、液晶显示和串口通信等功能;双口RAM用于实现单片机和DSP间的数据互换。FPGA各功能模块具有并列运转的特点,可以或许敏捷响应DSP发来的各类消息。

  我国电力行业尺度中,按节制物理量分歧,低压无功弥补节制器可分为四类: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]。为了能最大限度地操纵弥补设备提高电网的功率因数,不发生过弥补,无投切振荡,无冲击,反映活络、敏捷,电压不超限,本安拆以无功功率、电压、电流和功率因数分析判断做为投切电容器组的次要判据。

  本文引见的快速型低压动态无功弥补安拆针对电网负荷的快速变化,以DSP芯片做为焦点节制器,共同FPGA驱动大功率晶闸管投切电容器。因为采用了无触点开关过零投切手艺,电容器的投切均可实现无过渡过程的平稳投入和退出。因而,本安拆节制精度高(无功功率2级,功率因数0.5级),响应速度快,响应时间不大于13ms,并且能够屡次地投切动做,能无效地弥补快速变化的负载,改善电能质量。

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