下面電站系統工程論文主要介紹配變監測和電容器設置相關內容，探索對變壓器的各個參數進行實時監測，并自動進行無功補償，以及電容器自動投切的控制策略。對電力用戶來說，過多地從電網中吸取無功功率，會降低電能質量，影響生產過程中的加工精度。為了減少無功功率在電網中的流動，就需要進行無功補償，以減少線損，改善電能質量，消除無功功率對系統帶來的種種負面影響，采用并聯電容器進行無功補償是一種有效的補償方式。

　　關鍵詞：配變監測,無功補償,電容器投切,控制策略

　　1、概述

　　在配電網自動化技術越來越重要的今天，如何改善供電質量、實時監測配電網運行情況變得尤為重要。為使供電部門了解配電運行狀況，制定最經濟、安全運行方案及設備增容等提供一套完整的科學依據，是配、用電管理自動化以及城網改造等方面的重要內容。

　　對輸配電系統來說，無功功率是系統中的一個重要參數，它使系統中輸送的總電流增加，使變壓器的出力變小，使得設備及供電線路的有功功率損耗相應地增大，線路末端電壓損失增加。對電力用戶來說，過多地從電網中吸取無功功率，會降低電能質量，影響生產過程中的加工精度。為了減少無功功率在電網中的流動，就需要進行無功補償，以減少線損，改善電能質量，消除無功功率對系統帶來的種種負面影響，采用并聯電容器進行無功補償是一種有效的補償方式。

　　因此，設計一種既可以對配電網運行狀況進行監視又能進行就地無功補償的配電運行綜合測控裝置顯得十分必要。在以往經驗的基礎上，結合我國城鄉電網實際運行情況，借鑒國內外同類產品的優點，制定了一種設計配變監測及無功補償裝置的方案。該裝置適用于工頻380V低壓輸配電電網，可廣泛應用于戶外臺式變壓器、室內配電站、箱式變電站及機械、礦山、鐵道、化工等低壓用戶，對系統無功功率進行自動跟蹤補償和配電監測。

　　2、硬件設計

　　合理的硬件結構設計是有效的協調工作的基礎。裝置的硬件結構一般采用模塊化的設計，這樣的設計可以有效地把不同的任務類型作初步的劃分。裝置分為電源模塊、主機模塊、信號及出口模塊、交流變換模塊、人機接口和通信模塊等幾部分。

　　該裝置主機模塊CPU采用80C196KB單片機，數據存儲器為大容量的Flash，采用Flash芯片作為數據存儲區，在掉電時數據不會丟失，可以保存數據以備上電后重新使用。邏輯選址單元采用GAL集成芯片G16V8，使系統的各個邏輯地址選擇靈活方便，且使系統體積縮小，提高可靠性。特有的看門狗電路使單片機在系統異常情況下可以自動復位，使程序重新恢復運行。

　　整個外圍電路簡單明了，抗干擾性強保證微機系統正常運行。交流變換模塊部分模擬量采集采用集成運放電路對變壓器低壓側的三相電流、三相電壓進行濾波、整形放大等措施，再經過采樣保持進入采樣回路進行采樣;為消除采樣不同步和周期測量誤差對測量精度的影響采用鎖相倍頻技術，用鎖相環電路CD4046使采樣頻率fs對工頻頻率f的在線自動跟蹤滿足條件fs Ntimes;f，從而保證在一個工頻周期內均勻采集N個點。信號及出口模塊輸出部分由CPU經光電隔離后對晶閘管發觸發脈沖控制電容器組的投切。通信接口分為互為切換的RS-485和RS-232兩種方式，可在就地調試和遠傳數據。

　　3、軟件設計

　　軟件結構采用模塊化設計，這樣調試方便，易于組合和集成。主要包括初始化自檢模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、控制投切模塊、通信模塊、人機對話模塊等。

　　數據采集和處理模塊以及控制投切模塊是整個程序的核心部分，也是裝置能否正確投切電容器進行無功補償的關鍵。數據采樣在數據處理子程序中由定時器中斷來進行，定時器的定時時間由f/N確定，連續采集4個周波的數據，然后關閉定時器中斷。

　　采集的數據放在存儲區經過數字濾波后再進行快速傅立葉計算(FFT)，計算出各個電力參數，電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數等，其中電壓和無功功率是兩個重要的參數，根據電壓和無功功率的大小可以制定無功補償的控制策略，可有效地控制就地自愈式電容器的投切，自動跟蹤負荷無功電流和電網電壓，控制晶閘管投切低壓電容器，減少總電流，降低網損。

　　控制策略是以最大限度保證電壓合格率為原則，進行最優無功補償�？刂撇呗灾械碾妷�、無功或功率因數限值可根據實際需要在現場實時修改�？刂撇呗圆捎秒妷�/無功井字形控制：設過壓值為UHH，欠壓值為ULL，電壓上限為UH，電壓下限為UL，無功上限、下限分別為QH、QL(或功率因數上限CSH、下限CSL)，則有：

　　電壓低于ULL時不投，已投入的切除(欠壓);

　　電壓在ULL、UL之間時可強投，過補不切;

　　電壓在UL、UH之間時，討論如下：

　　若無功為感性且其值大于QH(或無功為感性且功率因數小于CSH)，則投入電容器;

　　若無功為容性或其值大于QL(或無功為容性且功率因數小于CSL)，則切除電容器。

　　電壓在UH、UHH之間時閉鎖，維持輸出不變;

　　電壓大于UHH時，全部切除電容器(過壓)。

　　4、功能特點：

　　本裝置對配電設備的運行情況進行實時監測，記錄各種電力參數的值、每小時平均有功電度、無功電度，計算電壓合格率，自動記錄一年停電時間(小時數)，各組電容器一年的投切次數及當前的投切狀態等參數值。且帶有相序檢查功能并實時檢測PT信號，當接錯相序或PT斷線時會閉鎖投切電容器并報警。裝置內采用特制電源，除非三相全斷電或斷線，否則裝置都能工作。采用大功率固態繼電器作為投切電容器的開關，無觸點、過零投切，投切時無沖擊，可頻繁投切、壽命長。

　　5、結束語

　　本文從軟硬件相結合的角度提出了一種配變監測和自動無功補償裝置的方案。該方案軟硬件思路簡單、調試方便、功能齊全，可以有效的改善電力系統配電的運行。

　　參考文獻：

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