
2 控制器
控制器的设计应考虑检测量的检测方法简单、快速,以满足跟踪补偿的要求;同时还应考虑晶闸管的可靠触发、抗干扰和装置闭锁等问题,以提高装置的可靠性。
2.1 硬件电路图
电容器组的投切控制是由工业PC机、I/O模块(包括数据采集模块A/D板、光电隔离数字量输入模块IDI板、光电隔离数字量输出模块IDO板、串行通信模块)、取样电路和晶闸管触发电路组成的工业控制系统。由于控制器采用了工业PC机,软硬件丰富,通信功能强,电磁兼容性好,提高了无功补偿装置的可靠性,缩短了研制的周期,并可实现与其他自动控制系统联网,使无功补偿系统化控制。
电压、电流取样电路与I/O模块的联接见图2。触发电路与主电路及I/O模块的联接见图3。

图2 电压、电流取样电路与I/O模块的联接图
Fig.2 The connection between sampling circuit
of voltage, current and I/O modules

图3 触发电路与主电路及I/O模块的联接图
Fig.3 The connection of trigger circuit,
main circuit and I/O modules
2.2 无功电流检测 组成。有源电压、电流隔离传感器将母线电压及线路电流经隔离后转换成有效值为3.5V的电压信号。单限比较器将正弦波电压的正半周变换为高电平(5V),正弦波电压的负半周变换为低电平(0V)的脉冲数字信号。在相电压由正到负的过零瞬间,相电流的瞬时值恰好就是相无功电流的最大值,将相电压由正到负的过零信号(单限比较器的输出信号)作为采样保持器的采样开关,相电流经i-u转换后接到采样保持器的输入端,采样保持器的输出信号就是对应的无功电流的最大值。设单相负载的无功功率为QL,则 QL=UpIp sinφ=UpIQ (1) 式中Up和Ip分别为负载的相电压和相电流的无功分量。 QC=UpIC (2) 式中IC为单相电容器组的相电流。
无功电流实时检测电路由有源电压隔离传感器、电流隔离传感器、单限比较器、采样保持器
设并联电容器组的无功功率为QC,则
由于负载和电容器组的工作电压相同,所以IQ代表了负载的感性无功功率,也代表了完全补偿时电容的容性无功功率。
这种检测方法的优点是简单、快速,每相在一个周期内只需做1次采样,可满足基波动态分相补偿快速测量的要求。控制器采用闭环控制方式,检测点设置在主变与电容柜之间,控制器检测补偿后的无功功率ΔQ,由ΔQ求得负载的全部无功功率QL,即完全补偿时所需投入的全部电容的无功功率。这种控制方式可以在每个检测周期后,一次投入应投入的全部电容量,提高了静态补偿的精度[3]。