1、PLC在無功補償自動補償控制中應用摘要：正對電子式無功功率自動補償控制器可靠性差、線路復雜等問題、提出用可編程控制器(PLC)實現無功功率補償，以提高系統可靠性，簡化系統的結構，并方便實現對功率因數的實時調整。關鍵字：補償；可編程控制器；投切；控制引言近年來,我國電力裝機容量速度增加,大大緩解了供電緊張的局面。隨著供電量的增加,系統線損也將增大。據統計,電力系統的無功功率損耗最多可達總發電容量的20%30%,也就是說大約1/4 的發電容量都將用來抵消輸配電過程中的功率損耗。所以功率因數越低, 對電力系統運行越不利, 主要原因有如下兩方面:1)發電機、變壓器的額定視在功率為SN=UNIN, 它代

2、表設備的額定容量, 在數值上等于允許發出的最大功率。因為發電機在額定工作狀態下發出的有功功率為P= UIcos當負載的功率因數cos=1 時, PN=SN, 其容量得到了充分利用。當負載的功率因數cos1 時, 發電機的電壓和電流又不容許超過額定值, 顯然, 這時發電機所能發出的有功功率較小, 而無功功率則較大。無功功率越大, 電路與電源之間能量交換的規模越大, 發電機發出的能量得不到充分利用。同時, 與發電機配套的原動機及變壓器等設備也不能充分利用。2)在電壓一定的情況下, 對負載輸送一定的有功功率時,功率因數愈低, 輸電線路的電流就愈大。不僅增大線路上的壓降, 同時也加大了線路上的功率損耗

3、。由此可見, 提高電網的功率因數即無功補償, 對國民經濟的發展有著極為重要的意義。第一章 緒論1.1無功補償概述1.1.1 無功補償的基本原理由于配電網中大多數為感性用戶。所有電感負載均需要補償適量的無功功率，提供這些無功功率主要有兩條途徑：一是輸電系統提供；二是補償電容器提供。如果由輸電系統傳輸無功功率，將造成輸電線路及變壓器損耗的增加，降低系統的經濟效益。而配電網中裝設補償電容器提供無功功率，就可以避免由輸電系統傳輸無功功率，從而降低電網無功損耗，提高系統的傳輸功率，達到提高系統電壓和降損節能的目的。如圖所示：P1= S1COS1 因為12c且12 P2= S2COS2因為12c且12 因

4、此，為了保證有功功率P1 = P2不變，必須裝設補償容量為c的無功的電容補償裝置。式中COS1-改善前的功率因子COS2-改善后的功率因子 S1-功率因子改善前視在功率S2-功率因子改善后視在功率Q2Q3S2S1P 21Q1圖1 無功功率補償原理圖1.1.2無功補償的作用一、 減少電力損失，一般工廠動力配線依據不同的線路及負載情況，其電力損耗約2%-3%左右，使用電容提高功率因數后，總電流降低，可降低供電端與用電端的電力損失。 二、 改善供電品質，提高功率因數，減少負載總電流及電壓降。于變壓器二次側加裝電容可改善功率因數提高二次側電壓。 三、 延長設備壽命。 改善功率因數后線路總電流減少，使接

5、近或已經飽和的變壓器、開關等機器設備和線路容量負荷降低，因此可以降低溫升增加壽命（溫度每降低10C，壽命可延長1倍） 四、 最終滿足電力系統對無功補償的監測要求，消除因為功率因數過低而產生的罰款。1.1.3無功補償的特點與發展前景靜止無功補償裝置（SVG）近年來獲得了很大的發展，已廣泛應用于負載無功補償。其典型代表是固定電容器晶閘管控制電路控制電抗器（Fixed CapacitorThyristor Controlled ReactorFCTCR）。晶閘管投切電容器（Thyristor Switched CapacitorTSC）也獲得了廣泛的應用。靜止無功無功補償裝置的一個重要特性就是它能連

6、續調節補償裝置的無功功率。這種連續調節是依靠調節TCR中的晶閘管的觸發延遲角得以實現的。TSC只能分組投切，不能連續調節無功功率，它只能和TCR配合使用，才能整體調整無功功率的連續調節。由于具有連續調節的性能且響應迅速，因此SVG可以對無功功率進行動態補償，使補償點電壓接近維持不變. 無功補償是無功補償電源的簡稱，指為滿足電力網和負荷端電壓水平及經濟運行的要求，必須在電力網內和負荷端設置無功電源，如電容器、調相機等。無功補償的配置應采取基本上就地平衡、分級補償和便于調整電壓的原則。在接近負荷端分散補償，可減少無功功率的輸送，從而降低損耗，減少壓降，有較好的經濟效果；集中安裝在變電站內，則便于控

7、制操作，有利調整電壓。變電站安裝的無功補償設備容量，一般是以在高峰負荷時，其主變壓器的功率因數達到一定數值 (如 35 110kV變電站達到 0.90.95)來考慮的，其值根據計算確定。不同變電站，視需要和可能，可安裝調相機、并聯電抗器、自動分組投切的電容器組或靜止無功補償器等無功補償設備。有的送電線路也采用中間 (串聯 )電容補償。電網中的電力負荷如電動機、變壓器等，大部分屬于感性電抗，在運行過程中需要向這些設備提供相應的無功功率。在電網中安裝并聯電容器、同步調相機等容性設備以后，可以供給感性電抗消耗的部分無功功率小電網電源向感性負荷提供無功功率。也即減少無功功率在電網中的流動，因此可以降低

8、輸電線路因輸送無功功率造成的電能損耗，改善電網的運行條件。這種做法稱為無功補償。我國電容器無功補償裝置的發展70年代初期,參照前蘇聯引進的電容器無功補償裝置,我國第一代電容無功功率補償裝置由刀熔開關和電力電容器組成。電容器的投切完全依靠手動,無法隨需量變化而調節。到 80 年代末,一種專為投切電容器所設計的交流接觸器(如CJ 16、CJ 19 、CJ X - 2C 等) 研制成功 ,該種接觸器及配合電容器切除后的放電回路 (放電后使電容器端電壓不超過額定電壓 10 %) 保證電容器再次投入時,合閘涌流被限制到電容器額定電流的 20倍以下。電容器分組設置,各組電容器采用循環投切,以保證接觸器投切

9、機會均等 ,從而延長了裝置的使用壽命,這種有觸頭補償裝置一直延用至今。隨著電子技術的發展,在 90 年代中期,一種新型的控制模式出現,那就是應用晶閘管取代交流接觸器控制電容器的投切。該類型裝置的主電路結構為 :“保護開關 + 晶閘管 + 電力電容器。”這一技術的應用 ,解決了接觸器的機械壽命短的問題,大大提高了對無功需求變化的動態響應,使電容無功補償裝置對變化大,且變化速度快的負載得以較好的應用。近幾年,結合有觸點裝置和無觸點裝置各自的優勢,混合型控制投切電容器的無功補償裝置被逐漸采用。與晶閘管投切方式相同 ,該種方式的無功補償裝置也只能進行分級斷續補償。從國際范圍來講，目前SVG與STATC

10、OM都已得到普遍的應用。國外(主要指西歐,美國和日本)的SVG技術已經比較成熟了。SVG出現早，應用時間長，僅ABB公司，其目前在全世界投運的SVG就已超過370套，ABB與西門子兩個公司已安裝的SVG總容量約為9萬Mvar（包括已退役裝置）。STATCOM裝置在20世紀主要以示范工程為主，從上世紀90年代末到本世紀初，STATCOM在日本及歐美得到了廣泛應用，尤其是在冶金、鐵道等需要快速動態無功補償的場合。20012003年，美國在輸電網接連投運了百Mvar級的大容量STATCOM，表明STATCOM在輸電網中已完全進入實用階段。由于都是基于電壓源換流器技術，這些STATCOM裝置僅通過改變

11、母線接線方式，就可以變成背靠背的直流輸電，能對電網的潮流進行更有效的控制。據ABB公司2001的統計，目前全世界SVG的投運容量超過32000 Mvar，STATCOM的投運容量已超過1 500Mvar。隨著電網的不斷發展，對無功功率進行控制與補償的重要性與日俱增：輸電網絡對運行效率的要求日益提高，為了有效利用輸變電容量，應對無功進行就地補償；電源（尤其水電）遠離負荷中心，遠距離的輸電需要靈活調控無功以支撐解決穩定性及電壓控制問題；配電網中存在大量的電感性負載，在運行中消耗大量無功，使得配電系統損耗大大增加；直流輸電系統要求在換流器的交流側進行無功控制；用戶對于供電電能質量的要求日益提高。因此

12、，對電網的無功進行就地補償，尤其是動態補償，在輸配電系統中十分必要。1.2無功補償的方法提高功率因數的主要方法是采用低壓無功補償技術，我們通常采用的方法主要有三種：隨機補償、隨器補償、跟蹤補償。隨機補償： 隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝置與電機，同時投切。隨機補償適用于補償電動機的無功消耗，以補勵磁無功為主，此種方式可較好地限制用電單位無功負荷。隨機補償的優點是：用電設備運行時，無功補償投入，用電設備停運時，補償設備也退出，而且不需頻繁調整補償容量。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活，維護簡單、事故率低等。隨器補償： 隨器補償是指將低壓電容器通過低壓保險接在配

13、電變壓器二次側，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。配變在輕載或空載時的無功負荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配變空載無功是用電單位無功負荷的主要部分，對于輕負載的配變而言，這部分損耗占供電量的比例很大，從而導致電費單價的增加。隨器補償的優點：接線簡單、維護管理方便、能有效地補償配變空載無功，限制農網無功基荷，使該部分無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低無功網損，具有較高的經濟性，是目前補償無功最有效的手段之一。跟蹤補償： 跟蹤補償是指以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組補償在大用戶0.4kv母線上的補償方式。適用于100kVA以上的專用配變用戶，可以替代隨機、隨器兩種補償方式，

14、補償效果好。跟蹤補償的優點是運行方式靈活，運行維護工作量小，比前兩種補償方式壽命相對延長、運行更可靠。但缺點是控制保護裝置復雜、首期投資相對較大。但當這三種補償方式的經濟性接近時，應優先選用跟蹤補償方式。1.3無功補償的原則全面規劃，合理布局，分級補償，就地平衡，具體內容如下。 總體平衡與局部平衡相結合，既要滿足全網的總無功平衡，又要滿足分線、分站的無功平衡。 集中補償與分散補償相結合，以分散補償為主，這就要求在負荷集中的地方進行補償，既要在變電站進行大容量集中補償，又要在配電線路、配電變壓器和用電設備處進行分散補償，目的是做到無功就地平衡，減少其長距離輸送。 高壓補償與低壓補償相結合，以低壓

15、補償為主，這和分散補償相輔相成。 降損與調壓相結合，以降損為主，兼顧調壓。這是針對線路長，分支多，負荷分散，功率因數低的線路，這種線路最顯著的特點是：負荷率低，線路損失大，若對此線路補償，可明顯提高線路的供電能力。 供電部門的無功補償與用戶補償相結合，因為無功消耗大約60%在配電變壓器中，其余的消耗在用戶的用電設備中，若兩者不能很好地配合，可能造成輕載或空載時過補償，滿負荷時欠補償，使補償失去了它的實際意義，得不到理想的效果。 第二章 并聯電容器進行無功補償2.1 補償原理實際工程中大多數為感性負載, 其功率因數都比較低, 感性負載并聯電容器是提高功率因數的主要方法之一。感性負載的電流超前于電

16、源電壓, 而容性負載的電流滯后于電源電壓, 所以超前電流與滯后電流的可以互補,從電容并聯點之前的電源(或電網)吸收的無功功率減少了,也就是電容性負荷的無功功率補償了電感性負荷的無功功率。當電網容量一定時,使無功功率減少,從而可大大提高功率因數。2.2 補償與控制方式常用補償的方法:一種是集中補償(補償電容集中安裝于變電所或配電室, 便于集中管理); 一種是集中與分散補償相結合補償電容一部分安裝于變電所, 另一部分安裝于感性負載較大的部門或車間。這種方法靈活機動, 便于調節, 且可降低企業內供、配電線路的損耗。補償常用控制方式:根據用電設備負載的情況, 測算出補償電容容量, 選用合適的無功補償裝

17、置, 并利用交流接觸器進行分級手動投切電容。這種控制方式顯然不能滿足自動化工業控制的要求。由分立元件組裝的自動控制設備, 這種產品元件繁多, 設備笨重龐大, 線路復雜, 可靠性差, 出現故障時維修難度大。有的使用單位由于設備無法修復, 只好人工手動來進行控制, 在科學技術迅速發展, 集成電路、微電子技術已經普及的今天, 這種狀況已遠遠不能適應現代化生產的要求。以單片機為主控單元的電壓無功控制系統得到很大發展, 但單片機抗干擾能力較差, 在中、高壓無功補償領域的可靠性不易保證。另一方面電壓等級越高的變電站其輻射范圍也越大, 故障的波及面也大, 因此系統對它的控制能力、通信能力要求也更高。2.3無

18、功功率補償容量的選擇方法無功補償容量以提高功率因數為主要目的時，補償容量的選擇分兩大類討論，即單負荷就地補償容量的選擇（主要指電動機）和多負荷補償容量的選擇（指集中和局部分組補償）。2.3.1 單負荷就地補償容量的選擇的幾種方法美國資料推薦：Qc=(1/3)Pe 日本方法：從電氣計算日文雜志中查到：1/41/2容量計算 考慮負載率及極對數等因素，按此法選取的補償容量，在任何負載情況下都不會出現過補償，而且功率因數可以補償到0.90以上。此法在節能技術上廣泛應用，對一般情況都可行，特別適用于Io/Ie比值較高的電動機和負載率較低的電動機。但是對于Io/Ie較低的電動機額定負載運行狀態下，其補償效

19、果較差。 經驗系數法：由于電機極數不同，按極數大小確定經驗系數選擇容量 比較接近實際需要的電容器，采用這種方法一般在70%負荷時，補后功率因數可在0.950.97之間電機容量大時選下限，小時選上限；電壓高時選下限，小時選上限4、Qc=P實際測試比較準確方法此法適用于任何一般感性負荷需要精確補償的就地補償容量的計算。 如果測試比較麻煩，可以按下式：Qc 3UeIo10-3 (kvar) Io-空載電流=2Ie(1-COSe ) 瑞典電氣公司推薦公式：QoQC 電動機帶額定負載運行，即負載率=1，則：QoQC 根據電機學知識可知，對于Io/Ie較低的電動機（少極、大功率電動機），在較高的負載率時吸

20、收的無功功率Q與激勵容量Qo的比值較高，即兩者相差較大，在考慮導線較長，無功經濟當量較高的大功率電動機以較高的負載率運行方式下，此式來選取是合理的。 電動機額定數據計算：Q=k(1-cos2e )3UeIe10-3(kvar) K為與電動機極數有關的一個系數 極數： 2 4 6 8 10 K值： 0.7 0.8 0.85 0.92.3.2 多負荷補償容量的選擇 多負荷補償容量的選擇是根據補償前后的功率因數來確定對已生產企業欲提高功率因數，其補償容量Qc按下式選擇： Qe=KmKj(tg1-tg2)/Tm式中：Km為最大負荷月時有功功率消耗量，由有功電能表讀得；Kj為補償容量計算系數，可取0.8

21、0.9;Tm為企業的月工作小時數；tg1、tg2意義同前，tg1由有功和無功電能表讀數求得。 對處于設計階段的企業，無功補償容量Qc按下式選擇：Qc=KnPn(tg1-tg2)。式中Kn為年平均有功負荷系數，一般取0.70.75;Pn為企業有功功率之和；tg1、tg2意義同前。tg1可根據企業負荷性質查手冊近似取值，也可用加權平均功率因數求得cos1。多負荷的集中補償電容器安裝簡單，運行可靠、利用率較高。但電氣設備不連續運轉或輕負荷運行時，會造成過補償，使運行電壓抬高，電壓質量變壞。因此這種方法選擇的容量，對于低壓來說最好采用電容器組自動控制補償，即根據負荷大小自動投入無功補償容量的多少，對高

22、壓來說應考慮采取防過補償措施。第三章電子式無功功率自動補償控制器3.1 電子式無功功率自動補償控制器電子式無功功率自動補償控制器原理圖如圖2所示。主要具有以下方面的功能和問題。電源定時脈沖無功值運算無功顯示相位顯示cos額定調節相位檢測電流檢測電平比較投切控制供電系統電容器組過壓保護圖2 電子式無功功率自動補償控制原理圖3.1.1檢測功率因素值的檢測單元主要由相位檢測電路和電流檢測電路組成。用于檢測電網中所減少的無功損耗，從而使系統決定無功補償量的大小。相位判別檢測電路：相位差就是電壓超前或滯后電流的差值，在本設計中我們不但要測量出相位差的大小還要判斷出電壓超前還是滯后了，首先對相位差進行測量

23、。輸入兩路同頻率的正弦波信號，當兩路信號的頻率相同時，相角差=12是一個與時間無關的常數,將此兩路正弦波信號經過放大整形成兩路占空比為50%的正方波信號f1、f2，經過異或門輸出一個脈沖序列A，與晶振產生的基準脈沖波B進行與操作得到調制后的波形C，在一定的時間范圍內對B、C中脈沖的個數進行,計數得Nc、Nb，則其相位差計算公式為=180Nc/Nb，采用多個周期計數取平均值的方式以提高測相精度。波形如下圖所示:F1 F2 A B C圖4 相位檢測波形圖相位極性判別電路:將波形整形電路的兩路輸出方波送入D觸發器中進行相位極性判別，當U0超前U1時，Q端輸出高電平，反之輸出低電平，極性判別的原理圖如

24、5所示。D QCP OUTS“1”U0U1圖5 相位判別電路1&1&1&UI觸發器信 號電壓超前時相 位 差電流超前時相 位 差相位檢測和判別的接線圖如圖6所示：圖5 相位檢測和判別的接線圖3.1.2 無功功率單元與電平比較單元將檢測到的無功功率量的大小轉換為電壓值或電流值，該值與設定的參考值比較發出投入或切除電容器的控制信號。3.1.3 投切控制部分由電平比較單元產生的投切控制信號通過光電轉換后進入單片機或其他控制器，啟動相應的時序控制程序，控制器按照規定的程序步驟，發出晶閘管通斷指令和接觸器通斷指令，該指令通過功率放大和光電隔離后，驅動晶閘管和交流接觸器按預先設定的程序適時動作，確保安全可

25、靠地對電容器進行投切操作。3.1.4過壓保護部分當電網某相電壓、欠壓、欠流及諧波超限或電壓不平穩超限時，快速切除補償電容器、以免設備損壞。3.1.5存在的主要問題電子式無功功率自動補償控制器在實際應用中存在不少問題，如容易受外界干擾及灰塵等因素影響出現故障；各部分控制功能因全由電子線路實現，器件多、過程復雜，難于快速準確找到故障點；當檢測電路無功運算等電路出現故障時，缺少投切保護功能；當接觸器或繼電器粘連時，無法及時報警及保護等。3.2用PLC實現的投切電路結構及工作原理用PLC實現的投切電路結構原理如圖6所示，利用這樣的線路結構，無功補償補償裝置變得條理清晰，易于理解，并且在原自動投切、手動

26、投切的基礎上，利用PLC中CPU內部的日歷時鐘可以實現實時自動投切控制。當檢測電路或模擬單元出現故障時，可以按實時時間自動投切。如果用戶每天的工作大體一致，那么實測作出功率因數曲線后，可以不用模擬單元，只用圖中虛線內的簡單結構就可以實現自動投切。同時可以通過檢測各接觸器的狀態作出相應的保護和報警輸出。 PLC 模擬單元檢測電路過壓保護額定值調節 PLC主機 I0.0 I0.1 I1.3 I1.4 I0.3I1.2 I0.2 Q0.00.7控制 Q0.1手動 Q1.1故障 投切接觸器 自動控制 報警 手 自 手動 各接 實時 觸器 自動 動 動 投切 狀態 投切 圖6 PLC實現的投切電路結構原

27、理圖模擬量輸入接口模塊：在工業控制中，經常會遇到連續變化的物理量模擬信號，如電流、電壓、溫度、壓力、位移、速度等等。如果要對這些模擬量進行采集并送給CPU模塊，必須對這些模擬量進行摸/數（A/D）轉換。才能使可編程器接收這些數據。模擬量輸入模塊就是用來將模擬信號轉換成PLC所能接收的數字信號6模擬量輸入模塊的功能就是進行模擬量到數字量的轉換，一般都是將模擬量輸入的采樣值轉換成二進制數，然后再把輸入通道號及其它信號一起送到系統的內部總線上。 模擬量輸入模塊有各種不同的類型，例如：010V、-10+10V、420mA 等各種范圍的模塊。不管何種類型，除了輸入四路略有不同外，其他內部電路結構完全一樣

28、。有的系統用外加輸入量程子模塊來解決，可使得同一模擬量模塊適應不同的輸入范圍。模擬量輸入接口模塊的主要 技術性能有： （1） 輸入通道數：4路、8路、和6路等； （2） 輸入信號：電壓輸入+0+10V，電流信號420mA； （3） A/D轉換位數：8位、10位、12位或14位（均為二進制）； （4） 轉換精度：0.01%0.5%； （5） 線性度（滿量程）：+0.05%（環境溫度+25）； （6） 轉換時間：小于50mA。 可以看出，位數越多，其分辨率越高對于有較高分辨率要求的模擬量。模擬量輸入端的接線方式：可以連接電壓信號也可以連接電流信號，具體接線方式如圖12所示。其中，1）用帶屏蔽的雙絞

29、線；2） 入端的輸入阻抗；3） 輸入端連接電流信號時，將v+端和I+端短接；4） 如果外部信號源有噪聲或紋波干擾，則可以在輸入端連接一個濾波電容，其容量為：0.10.47MF/25V。V+I+COMSLDV+I+COMSLD0 10V0 20mACH1CH4接地250500500250500500圖7 模擬量輸入端接線圖當輸入的模擬量是電壓信號時，將電壓信號分別連接到“V+”和“COM”端；當輸入的模擬量是電流信號時，將電流信號分別連接到“I+”和“COM”端，并且用導線將該通道的“V+”和“I+”端連接起來。信號源與輸入端之間采用帶屏蔽的雙絞線連接，屏蔽線連接到該通道的“SLD”。當輸入的電

30、壓信號有噪聲或紋波干擾，則可以在該通道的“V+”和“COM”端并聯一個的0.10.47MF/25V電容。如果電磁干擾嚴重，則可以將各通道的“SLD”端與模塊上的“GND”、“FG”端相連接，然后再與PLC的機架接地端連接在一起。PLC的CPU與模擬量輸入模塊之間的數據通信方式：部分PLC的I/O映像區中有專門的模擬量I/O映像區，允許連接的模擬量輸入通道最多32個，這些模擬量輸入經轉換后的數字量先存放在該模塊的緩沖寄存器內。在輸入采用階段，PLC的CPU就從模擬量輸入模塊的數據緩沖寄存器內將這些數字依次地讀入到模擬量輸入映像區中（即IR0001IR0032）。在用戶程序編制時，直接使用IR00

31、01IR0032作為操作數，就實現了對模擬量的處理。也有部分PLC的I/O映像區不設專門的模擬量I/O映像區。例如日本三菱的PLC，它沒有模擬量I/O映像區，盡管該公司的模擬量輸入模塊也占用一定數據的開關量輸入/輸出點數，但這些輸入/輸出點數不是用于存放經轉換后的數字量，而只是用于存放一些控制信息的。這些控制信息是該模塊與PLC的CPU間進行通信所必需的。當用戶程序需對模擬量輸入進行處理時，由于經過轉換后的數字量此時還存放在該模塊的數據緩沖區中，因此，首先必須使用“FROM”指令將數據緩沖區中的數字量讀入到PLC的數據緩沖區中的數字量讀入到PLC的數據寄存器中，然后才能在用戶程序中使用該數據寄

32、存器作為操作數，實現對模擬量輸入的處理。PLC的CPU與模擬量輸入之間用“FROM”和“TO”指令傳送數據或控制字等。3.3自動投切程序設計進行編程時根據不同的情況所需要的不同功能，把程序分為三個部分。報警輸出有無繼電器粘粘根據cos曲線編制投切程序3.3.1 實時自動投切流程YN N 圖7 實時自動投切程序流程圖3.3.2 手動投切自動流程報警輸出有無繼電器粘粘手動投切到 額定值YN圖8手動投切程序流程圖3.3.3自動切換程序流程切一組投一組超過額定值一定時間？低于額定值一定時間？延時延時報警輸出檢測信號有無繼電器粘粘故障？檢測、過壓、線路故障？cos=額定？圖9 自動切換程序流程圖3.4

33、投切方式的選擇原則電容器組投切可采用手動方式或自動方式，具體由補償的負載對象來決定。對于補償低壓基本無功及常年穩定和投切次數少的高壓電容器組，宜采用手動投切；為避免過補償或輕載時電壓過高，易造成設備損壞的，宜采用自動投切。高、低壓補償效果相同時，宜采用低壓自動補償裝置。第四章系統可靠性處理措施4.1硬件方面PLC本身雖具有較強的干擾能力，但為避免PLC輸出接點被大電流接觸器啟動電流燒損，通常需要采用中間繼電器過度。同時為確保系統在任何情況下都能正常使用，設計工作流程如下：自 動手 動實時自動出現模擬故障時工作無規律出現模擬故障 出現模擬故障 時工作有規律 工作有規律圖10 工作流程圖此外，將接

34、觸器的常閉接點最為接觸器的狀態輸入PLC，作為繼電器動作異常保護。常閉接點保護可克服常開接點保護的一些缺點，如接觸器或者繼電器動作時接點卡主；常開接點不閉合，常閉接點又不斷開等，這些異常情況通常只有用常閉接點才能實現保護。4.2軟件方面為提高系統可靠性，中間處理過程用軟件方式實現，既簡化了系統，又降低了故障率。而繼電器粘連后的報警輸出（也可根據實際需要作出相應的跳閘處理），也極大地方便了維修人員對故障進行及時處理，從而避免了故障的擴大及過補償等。此外，當發現PLC故障或系統故障時，軟件可以保證系統停止輸出，避免誤動作的放生。用PLC作為自動補償控制器與電子式補償控制器相比需較高的成本，但從系統

35、的可靠性及實現的經濟價值來看，它又是電子式補償控制器所無法比擬的。另外，用PLC作為自動補償控制器與電容手動投切相比，功率因數能實現實時調整，而電容器手動投切只是早送晚切、功率因數不能及時實時調整，所以用PLC作為無功功率自動補償控制器具有較大的實用價值。第五章 結論與展望5.1 結論通過本次設計讓我進一步了解無功功率和PLC編程的基本知識，并且能獨立的設計和編輯電路圖和程序，還讓我初步懂得怎樣用PLC來實現對電網的無功補償，以及實現無功補償的重要意義。電網中無功補償設備的合理配置，與電網的供電電壓質量關系十分密切。合理安裝補償設備可以改善電壓質量。本設計當中我們將具體介紹一種自動無功補償裝置

36、，它將用可編程控制器來實現。實現無功功率自動補償，實現從離線處理到實時處理,從就地平衡到全網平衡,從單獨控制到集中控制，避免了人工監視、手動投切的各種弊端，如響應慢、誤操作、工作量大等，電壓水平的合格性和穩定性得到了顯著提高，整個電網的網損降到了盡量低的程度。確定電網無功補償的合理方式和配置是能夠有效地維持配電系統的電壓水平，提高系統的電壓穩定性，避免大量無功功率的遠距離傳輸；對降損節能，提高電力企業的經濟效益有著重要的意義。5.2 展望限于個人知識水平及篇幅本文還存在諸多不足。給出的基于PLC控制無功補償模型過于簡單，研究不夠深入；在程序編寫及系統調試方面做得不夠細致。在今后的工作和學習中我會更加努力的學習自動控制方面的新知識。尤其會在實踐方面會花更多的時間和精力去學