抗谐波型配电监测补偿控制器

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抗谐波型配电监测补偿控制器

发布时间: 2021-03-19 14:53

主要用途与适用范围
本系列抗谐波型配电监测补偿控制器，以高性能的32位微处理器为核心器件，采用傅里叶级数分解算法得到所有电力基波数据，特别适合具有谐波源的电力系统无功功率补偿的自动控制。控制器最多可提供32个控制回路(具体路数见产品选型表)。控制器提供12种电容器组投切方法(输出编码)，用户可通过修改控制参数进行选择，输出回路可任意调节。采用液晶显示器与用户进行会话操作，中文界面，简单易懂。具有快捷功能键，只要点击一个按键就能完成功能切换动作，简化了安装调试工作。控制参数一经修改永久保存，掉电不丢失。具有电容器均衡使用功能，可提供RS485接口，能实现四遥功能。采用基波功率因数和基波无功功率复合控制电容器组的投切，投切稳定无投切震荡，对电压谐波电流谐波干扰不敏感。适用于交流45Hz-65Hz电力系统无功功率补偿的自动控制。
本产品符合：行业标准JB/T9663-2013(我公司为本标准起草单位)。

正常工作条件
1、海拔高度：不高于2500米
2、环境温度：-25℃~+55℃；
3、空气湿度：在40℃时不超过50%，20℃时不超过90%；
4、周围环境：无腐蚀性气体，无导电尘埃，无易燃易爆的介质存在；
5、安装地点：无剧烈震动。

技术参数
1、额定工作频率：45~65Hz(自适应)
2、额定工作电压：AC230V/400V；±20%
3、额定工作电流：0~5.5A
4、节点输出容量：AC220V/5A或380V/3A每路
5、有源输出容量：DC12V/50mA每路
6、功率因数显示范围：滞后0.001~超前0.001
7、最大CT变比：5000/5A
8、工作灵敏度：50mA
9、欠压保护门限：电压300V/173V

功能特点
1、采用液晶大屏幕全中文实时显示系统的工作状态，系统的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、视在功率、电压总谐波畸变率、电流总谐波畸变率、电网频率、环境温度，电容器投切指示、CT变比、控制参数、故障报警、通讯地址、通讯波特率等
2、以基波无功功率计算投切电容器容量，可避免多种形式的投切震荡，并在有谐波的场合下能正确显示电网功率因数；
3、功率因数测量精度高，显示范围宽；
4、最多可控制32个回路电容组(具体见选型表)；
5、快捷功能键盘，大屏幕LCD显示屏，中文操作，人机界面友好操作方便；
6、各种控制参数全数字可调直观使用方便；
7、具有自动运行与手动运行和远程控制3种工作方式；
8、具有掉电保护功能，控制参数停电不丢失；
9、具有过电压、欠电压、畸变率超标、过温保护功能；
10、电流信号输入阻抗低≤0.01欧姆；
11、目标功率因数调节范围宽；
12、具有RS 485通讯接口，可定制USB接口；
13、具备MODBUS-RTU通讯规约，方便与集中器或上位机通讯；
14、均衡使用功能：为了电容器均衡使用，当某组电容长期处于投入状态时，系统将在连续工作四小时无发生投切状态的情况下，使用闲置的等容电容器组进行强制替换；
15、投切闭锁功能：当发生投切震荡现象时，控制器将自动锁定并切除电容器组；
16、初始相位预置功能，可通过软件调节电流信号的极性，方便解决电流信号线极性错误的解决方法；
17、为本公司生产的具有通讯功能的控制器配置了免费的应用后台软件(用户可上本公司网站下载安装) ，本软件可运行在Windows-2000-Xp视窗操作系统，整个软件为图形界面，操作简单，许多操作只要点击鼠标即可完成，主要功能有远程修改控制参数、查看控制参数、查看电力参数、查看电容器组投切状态、远程投切电容器组等。

主要规格型号

控制参数功能描述表

电流信号线极性错误的解决方法
当用户发现电流信号线的极性接错了，应显示滞后的功因数却显示成超前功率因数，这时用户有2种办法可以纠正这种接线错误，第一：首先使用螺丝刀卸下la与In端子上的连接线，交换2根线后后重新连至la与In端子上。这种方法必须在停电的情况下才能操作，当现场不允许停电时，你可以使用第二种方法。首先进入参数预置程序，然后同时按"递增递减"键后将二二调整成二JC二即可。注：如果说第一种是硬方法的话，那么第二种是软方法，是通过修改被隐藏的初始相位参数达到的。

报警信号产生的过程
联机故障→当控制器发现无法向回路扩展器发送数据时就会出现本报警提示。
欠压保护→本控制器在正常使用过程中将实时检测信号电压的幅度，当任意相电压低于额定电压的0.85倍时，欠相电压指示灯将被点亮。无功补偿控制程序进入保护状态，自动切除已投入的电容器组。
过压保护→本控制器在正常使用过程中将实时检测信号电压的幅度，当任意相电压超过了控制参数设置的过压门限值时，过相电压指示灯将被点亮。无功补偿控制程序进入保护状态，自动切除已投入的电容器组。
谐波保护→本控制器在正常使用过程中将实时检测电压信号的畸变率，当任意相电压畸变率超过了控制参数设置的畸变门限值时，过畸变率指示灯将被点亮。无功补偿控制程序进入保护状态，自动切除已投入的电容器组。
温度保护→当控制器检测到这个状态后本报警指示灯将点亮，并切除所有的电容器组。

自动运行模式
操作

键，当自动字符点亮时，表示控制进入了自动运行状态。在自动运行模式下，控制器将根据用户设置的控制参数的要求和电网参数大小自行决定是否投切电容器组，将电网的功率因数实时稳定在用户指定的范围，达到节能降耗的目的。

手动运行模式

操作

键，当手动字符点亮时，表示控制进入了手动运行状态。控制器工作在手动运行模式下，利用键盘命令可控制电容器组的投切动作，本功能主要用于补偿装置的出厂调试。在手动运行模式下各种保护功能都将失效，由用户自行判断是否可以强行投入电容器组。

远程运行模式(本功能仅限具有通讯功能的控制器)
本工作模式仅通过发送通讯命令才能进入。控制器工作在远程运行模式下，由通讯命令决定电容器组的投切动作，利用本功能可方便第3方开发自己的无功补偿控制程序，点击

键或发送通讯命令可退出远程运行模式。

接线原理图

静态输出接线说明：
1)电源采用外接稳压电源供电。
2)V为节点控制信号公共端(每8组输出有一个V端)，J1，J2，...J32为节点控制信号输出端。

动态输出接线说明：
1)电源采用外接稳压电源供电。
2)V为DC12V控制信号公共端(每8组输出有一个V端)，K1，K2，...K32(等同J1.J32)为有源控制信号输出端。

所有接线说明：
1)混合补偿或三相分补模式，采用三相四线接线；三相共补模式，可采用同相电压电流接线(如接Ua-Un和la-la*，或Ub-Un和lb-lb*，或Uc-Un和lc-lc*)。
2)PC通讯的AB端子，通过双绞线连接RS485/RS232连接PC，进行远程通讯四遥操作(如PC机没有RS232端口，可通过RS232转USB再转换) 。
3)副机通讯的AB端子，通过双绞线连接副机的AB端子。
4) SMA端子口为GPRS通讯的天线接口(选配功能) 。
5)RJ45网线端口通过公司特制网线，连接二次电流互感器(该互感器取样本柜电流)。
6) USB端口，可接即插即用的U盘，通过屏幕操作将数据下载到U盘，或者将U盘内数据同步到控制器。

通讯接口
本控制器使用标准的通讯协议(MODBUS-RTU) 以方便第3方用户进行2次开发。通讯接口支持网络连接，最多支持32台设备连接在一个网络之内(如需支持更多的设备需要定做)，在一个网络内每台设备都有一个唯一的设备地址，和相同的通讯波特率和通讯协议。为了防止在现场使用中出现信号反射影响通讯质量，一般应在RS-485网络末端并连一只120欧姆的电阻进行信号匹配，并联电阻后的AB两端电压必须大于2伏以上，否则需要增大匹配电阻的阻值。
本控制器支持MODBUS-RTU模式传送数据，每传送一个字节包含：一个启始位， 8个数据位，一个停止位，没有奇偶校验位。
本控制器支持的波特率有：2400、4800、9600、19200、38400、115200。

控制器与短距离无线通讯模块连接

采用编码电容器输出要比采用随意容量电容器输出更合理
采用传统方法(是指所有电容器采用等容设计并且单只电容容量设计比较大注：比较大为相对概念，是电容器容量与负荷对无功功率实际需求之间的对比)设计制造的补偿装置，投入电网使用后往往会出现2种不正常的现象：
1当控制器采用功率因数为控制物理量时，在负载比较小时很容易出现投切震荡现象；
2当控制器采用无功功率为控制物理量时，在负载比较小时很容易出现控制器不能投入电容器组，或达不到用户设置的目标功率因数等现象。
实际上这些不正常现象背后最根本的原因就是电容器容量设计过大造成的，很多经常深入生产一线的无功补偿工程设计人员也发现了这种现象，也明白这种现象的原因。他们在以后的无功补偿装置设计中对电容器容量都会采用不等容设计，也就是说在整个补偿装置中即有容量大的电容器组也有容量小的电容器组，由具有容量搭配算法的补偿控制器进行容量的大小搭配来满足负荷对无功功率时大时小的需求，实践证明了这种方法是可行的，但不一定能解决所有问题，问题就出在电容器容量怎样搭配的问题上，目前提供了允许
用户进行不等容量设计的无功补偿控制器有2大类：
1、每只电容器容量都需要通过控制参数进行预置，用户可任意设计电容器容量的大小。
Ⅱ、每只电容器容量之间都有严格的比例关系，这种关系叫编码，有多种编码可供用户选择，当第一只电容器容量确定后，其余的电容器容量也就确定了。所以用户只要通过控制参数预置第一只电容器容量即可。本控制器就属于这种类型，电力系统对无功功率的需求其大小变化是无法预知的，实际测量其可操作性也非常差。但我们可以以不变应万变，如果有一台补偿装置它可以输出任意大小的无功功率，那么不管电力系统对无功功率的需求如何变化，都可满足需求。然而就目前的无功补偿技术而言，采用固定容量补偿在经济性、可靠性、自身功率消耗及维护的方便性方面其综合指标是最高的，这也是为什么这种方法被广泛应用的主要原因。任何事物都是两面性的，它的缺点就是不能连续的线性的输出无功功率，但我们可以通过科学合理的设计来弥补这方面的不足。
如下图所示，分别以第一类控制器，以随意容量组合：18kvar、20kvar、26kvar、26kvar画组合容量图，和以第二类控制器，编码容量组合：5kvar、10kvar、15kvar、30kvar、30kvar画组合容量图.我们以组合容量的坐标画包络线可以看出采用第二类控制器可以输出非常线性组合容量，第一类控制器则不能，比如系统需要补偿80kvar的补偿容量，第一类控制器将无法输出；第二类控制器可轻松完成。
限于篇幅不再举例，总结无功补偿装置的设计推荐参考：
1、无功补偿控制器应采用以无功功率为投切控制参考物理量。
2、电容器组容量应进行大小搭配，每只电容器组容量之间应符合编码规则，这也是本控制器不允许用户随意设置每只电容器容量的主要原因。