一种基于PLC控制的自动无功补偿电容器混合投切装置的研究

刘 兵

（1.安徽理工大学电信学院，安徽淮南 232001；2.淮北职业技术学院电子信息工程系安徽淮北 235000）

一种基于PLC控制的自动无功补偿电容器混合投切装置的研究

刘 兵1，2

（1.安徽理工大学电信学院，安徽淮南 232001；2.淮北职业技术学院电子信息工程系安徽淮北 235000）

PLC作为一种通用控制器，同样能应用于电力电容器的自动投切。这种基于PLC控制的自动混合投切装置对电网冲击小、可靠性高、适应性强，具有一定的工程应用价值。

PLC；电力电容器；投切控制

0 前言

随着县域经济的发展和新农村建设的大力推进，新一轮的农网改造已基本完成。农村电能质量具备了大幅提升的硬件基础，但是另一方面我们也看到：随着农民收入提高、农村经济的发展，农村用电大量增加，特别是农村小微企业的发展，新增大量中小容量电动机，使供电系统的功率因数大大降低，严重影响电能质量。低压无功补偿装置的推广面临极大的市场空间，但是传统的电力电容器投切控制方法因自身缺陷，限制了它们的普及使用。

本研究面向农村恶劣的使用环境，设计一种混合投切装置，它具有对电网系统冲击小、可靠性高、适应性强等优点，具有一定的推广价值。

1 低压系统功率因数的提高方法

目前我国低压配电网提高功率因数的方法主要是采用低压无功补偿技术，通常是随机补偿、随器补偿和跟踪补偿三种方法。

2 目前常见的电力电容器投切装置及其不足

2.1 普通接触器

此种产品属早期的方案，目前已基本淘汰不用。

2.2 电容器专用接触器

因为名称、型号繁杂，质量、价格相差很大，选用时比较麻烦。

2.3 无触点电子开关

电力电子器件的发热问题难以解决，且保护电路复杂。

3 PLC控制的自动补偿电容器混合投切装置

本装置采用三菱公司的FX2N—48作为核心控制单元，投入电力电容器时由双向晶闸管在电压过零将其投入，经过5～10秒等系统稳定后由交流接触器将双向晶闸管短接，并使其退出运行；而在需要切除电力电容器时，先将双向晶闸管投入，待交流接触器分断后，再由双向晶闸管将电力电容器切除。可见这种控制方法中双向晶闸管的工作时间极短，不存在过热问题，对器件要求也比长时工作的要低。

3.1 硬件设计

电路图见图1。FX2N—48作为核心控制单元，现场电压、电流、相位信号经FX2N—4A／D转换后送入PLC，投入电力电容器时由双向晶闸管在电压过零将其投入，切除时由双向晶闸管在电压过零将其切除，无冲击；电力电容器工作时由交流接触器主触点接通，此时，双向晶闸管退出运行。

图1 混合投切装置原理图

3.2 软件设计

控制程序流程图见图2。控制程序中引入5秒延时，主要是为了确保双向晶闸管可靠投入及短时干扰的影响。

本装置经过仿真调试，效果良好，符合设计要求，具有实用价值。

图2 混合投切装置控制程序流程图

［1］吴畏.基于71M6513的低压武功补偿控制器设计［J］.电子测试，2008（2）.

［2］邓彦国，罗礼全，王毅.基于ATT7022A的低压无功补偿控制器研制［J］.国外电子测量技术，2006（2）.

TM571

A

1671-8275（2012）04-0136-01

2012-07-21

刘兵（1971-），男，江苏淮阴人，淮北职业技术学院电子信息工程系讲师，安徽理工大学2009级电气工程硕士。研究方向：电气工程。

訾兴建