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ARC功率因数自动补偿控制仪的原理及其应用

发布时间:2017-05-31 14:14:09 浏览人数:

ARC功率因数自动补偿控制仪的原理及其应用 ARC功率因数自动补偿控制仪的原理及其应用   随着现代工业的发展,电网中使用的感性负载也越来越多,如感应式电动机、变压器等。这些装备在工作时不但要消耗有功功率,同时需要电网向其提供相应的无功功率,造成电网的功率因数偏低。在电网中并联电容器可以减少电网向感性负载提供的无功功率,从而下降输电线路因输送无功功率酿成的输电消耗,改良电网的运行条件,因此功率因数补偿控制器'>控制器1直有着广阔的利用市场。本文所介绍的功率因数补偿控制器符合JB/T9663⑴999国家标准,主要功能有:  (1) 相序自动辨认  (2) 电压、电流、功率因数采样与显示  (3) 过压消除、欠流封闭,从而保护电容器及避免循环投切  (4) 采取先投入的先切除,先切除的先投入的原则,对补偿电容实行循环投切  (5) 所有的工作参数都可以通过面板按键设定,包括投入门限、切除门限、过压保护

  随着现代工业的发展,电网中使用的感性负载也越来越多,如感应式电动机、变压器等。这些装备在工作时不但要消耗有功功率,同时需要电网向其提供相应的无功功率,造成电网的功率因数偏低。在电网中并联电容器可以减少电网向感性负载提供的无功功率,从而下降输电线路因输送无功功率酿成的输电消耗,改良电网的运行条件,因此功率因数补偿控制器'>控制器1直有着广阔的利用市场。本文所介绍的功率因数补偿控制器符合JB/T9663⑴999国家标准,主要功能有:

  (1) 相序自动辨认

  (2) 电压、电流、功率因减震器压力实验机数采样与显示

  (3) 过压消除、欠流封闭,从而保护电容器及避免循环投切

  (4) 采取先投入的先切除,先切除的先投入的原则,对补偿电容实行循环投切

  (5) 所有的工作参数都可以通过面板按键设定,包括投入门限、切除门限、过压保护门限、欠电流封净水器水锤实验机锁门限、投切延时时间

  1、 工作原理

  采样3相电源中1线电流(如A线)与另外两线的电压(如BC线)之间的相位差,通过1定的运算,得到当前电网的实时功率因数。此功率因数与设定的投入门限和切除门限比较,在全部投切延时时间内,若在投切门限之内,则不予动作;若小于投入门限,则另投入1组电容器;若大于切除门限或发现功率因数为负时,则切除1组已投入的电容器。再经过投切延时时间,重复比较与投切,直到当前的功率因数到达投切门限之内。在投切进程中,若发现检测到的电压大于设定的过压保护门限,则按组切除所有已投入的电容;当检测到的电压超过设定的过压保护门限的10%高份子材料力学实验机时,则1次性切除所有已投入的电容,用以保护电容器。在投切时若发现检测到的电流小于欠电流封闭门限,则停止投切动作,避免系统出现循环投切现象。

  由于在3相供电中有不同接线方法,不同的接线方法对功率因数的算法也不1样,因此我们规定ARC系列功率因数自动补偿控制仪的电流取自3相供电中的A线,电压取自BC间的线电压,同时为减少现场接线的复杂度,我们在程序中对相位进行自动辨别。

  在3相供电中,我们假定3相的相电压分别为Ua、Ub、Uc,A线电流为Ia

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  则有Ua=Usin(ωt),Ub=Usin(ωt+120º),Uc=Usin(ωt颗粒强度实验机+240º),

  从而得到BC间的线电压为Ubc=Ub-Uc=Usin(ωt⑼0º)

  若A线负载为纯阻性,则A线电流Ia与A线电压Ua同相,Ia超前Ubc的角度为90º;

  若A线负载为感性,则A线电流Ia滞后汽车内饰材料摩擦实验机A线电压Ua角度为φ(0º≤φ≤90º),Ia超前Ubc的角度为耐磨耗实验机90º-φ;

梭哈游戏平台  若A线负载为容性,则A线电流Ia超前A线电轮毂轴承实验机压Ua角度为φ(0º≤φ≤90º),Ia超前Ubc的角度为90º+φ

航空电线电缆燃烧实验机  在我们的ARC功率因数自动补偿控制仪中,为了计算的方便,我们电流相位的采样为电压采样的第2个周期,即若aw润滑磨损实验高低温交变实验机机没有相位差Ia滞后Ua的角度为360º。在实际检测中,假定我们检测到Ia滞后Ubc的角度为α,根据以上的分析得知:

  若180º<α<270º,则电路为容性负载,COSφ=COS(270º-α)

  若α=270º,则电路为感性负载,COSφ=1

  若270º<α<360º印刷体坚牢度实验机,则耐黄变实验电机路为感性负载COSφ=COS(α⑵70º)

  为方便用户接线,若用户将电压Ubc接成了Ucb,或将Ia的输入接反,根据以上的推断,我们一样可得到:

  若0º<α<90º,则电路为容性负载,COSφ=COS(90º-α)

  若α=90º,则电路为感性负载,COSφ=1金刚石冲击实验机

  若90º<α<180º,则电路为感性负载COSφ=COS(α-石材曲折实验机90º)

  2、 硬件的设计

  控制器的CPU采取ATMEL的ATMEGA16⑻L,此单片冲洗阀寿命实验机机工作电压范围宽(2.7 ⑸.5V),最高工作频率为8MHz;芯片内部具有16k字节的Flash程序程序存储器,512字节的EEPROM,1K字节的片内SRAM;8路10位ADC;1个可编程的串行USART,具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器;两个具有独立预分频器和比较器功能的8位定时器/ 计数器 ;1个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16 位定时器/计数器。显示芯防水实验机片采取南京沁恒公司生产的键盘、显示专用芯片CH451S,CH451S最空想抗压实验机大能驱动8为数码管,且安全带强力实验机不需外加驱动就可以直接驱动LED数码管,大大减小了印板尺寸,单片机的采取SPI模式,只需3线(片选CS、时钟CLK、数据输入DIN),因本系统未用CH451S的键盘功能,所以CH451S的DOUT引脚不用。Ubc的电压信号经过电阻限流进入2mA/2mA的隔离变换器后分为两路,1路进入摹拟绝对值处理电路送入单片机的A/D转换口ADC0,作为电压显示信号,另外一路经过零比安全鞋电绝缘实验机较落后入单片机中断口INT0;一样Ia的电流信号经5A/5mA的隔离变换器后分为两路,1路进入摹拟绝对值处理电路送入单片机的A/D转换口ADC1,作为电流显示信号,另外一路经过零比较落后入单片机定时器门控端ICP引脚。

  

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ARC功率因数自动补偿控制仪的原理及其应用

  3、 软件的设计

  因全部系统对电压、电流采样的精度要求不高,我们直接用CPU的10位A/D对电压、电流的信号进行A/D转换,转换的结果1方面供显示的需要,另外一方面作为过压与欠流的比较信号。我们将INT0设置为上升沿产生异步中断,ICP设置为上升沿触发输入捕捉。当INT0产生中断时,16位计数器开始之内部恒定的频率开始计数,直到下1中断的产生。在计数的同时,当TCP上有上升沿脉冲时,行将16位计数器已计得的数据放入到捕捉寄存器中。当1个采样周期结束时,计数器中得数据(N)即为外部交换信号的1个周期基数,捕捉寄存器中数据(n)电流Ia滞后电压Ubc的基数,将(n/N)*360º即为角度,根据上面的原理便可判断在同1周波中时电压超前电流还是电流超前电压,同时还可得出超前或滞后的角度,将此数据进行查表便可得到功率因数。

  为了不对电容器组中的某1组进行频繁的投切,平衡每组电容器的工作时间,延长全部系统的使用寿命。玻璃瓶抗冲击性实验机我们对电容器的投切采取先投入的优先切除,先切除的优先投入的原则,粘结强度实验机我们在单片机的10KN电子万能实验机RAM中开辟了1空间,用于记录每组电容器的投入与切除时间,然落后行排序,将已工作时间最长的作为优先切除对象,将切除时间最长的作为优先投入对象。

  当3相交换的负载回路电流非常小时,会产生投切振荡的现象。也就是说控制系统投入1组电容器会产生过投,切除1组电容器又会产生投入不足,控制器就会产生重复的投切现象。为避免此想象的产生,我们设置了欠电流锁定,当电流值小于此数值时,系统将停止对电容器的投切动作,保持已投入的电容器工作。

  在工作进程中,若采样到的电压数据大于设定的过压保护值时,控制器将逐渐切除已投入的电容器,若发现超过设定的保护值的10%时,则1次性切除所有已投入的电容器,保护电容器。

  4、 以上的技术现已耐水解实验机利用于本公司的ARC功率因数自动补偿控制仪中,经测试运行,系统工作稳定、各项指标到达了国家标准的要求,现已初步投放市场。

ARC功率因数自动补偿控制仪的原理及其应用
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