智能电容补偿控制器设计

　　引言

　　目前,愈来愈多的工矿企业用异步电动机作为动力源来拖动生产设备，在多数工矿企业所消耗的电能中，异步电动机约占70%。但是由于许多企业电动机负载率较低,造成了供电系统功率因数偏低、无功功率增加、浪费电能的情况。为满足供电部门提出的用电效率指标，企业多采用对供电系统进行无功功率电容补偿的方式予以解决。而随着电气技术的发展与创新，无功功率电容补偿技术得到广泛的应用。无功功率电容补偿技术主要有以下优点：

　　降低配电线路无功电能的输送，可以减少配电线路上的电能损耗;

　　挖掘设备的潜力，提高设备的出力，充分提高设备的利用率;

　　补偿感性无功功率，提高功率因数，节约电能，减少电费开支;

　　提高电压，改善电网质量。

　　本文设计的项目就是应用于380V三相电源的无功电容补偿的控制器，控制器应具有手动和自动两种操作模式，并且可以进行三相共补和三相分补。可应用于工业现场，控制器具有较强抗电磁干扰能力和高可靠性、高稳定性。控制器可实现实时监测;电网状态控制电容器组输出;通过外部通信接口进行参数设置;COS 设定在0.8~0.99范围内可调。

　　此次这个项目与市场上其它产品相比有以下主要优势：

　　1. 成本低。市场上其它采有DSP或高速32位单片机的产品，价格大都在几千元以上，而实际上在电容补偿器工作中，并不一定要实时进行采样和控制，所以用8位的通用单片机配以硬件滤波即可胜任。

　　2. 多种模式。可以通过通讯端口对其内部的参数进行设定，这样它就可以与多种电容配合使用，并可以根据实际的现场情况进行标定;可以选择三相共补和三相分补，这样对于那些三相不平衡的电路非常实用;可选择设定功率因数的自动补偿模式，也可以设定为以电流为准的手动补偿模式，这样对于那些电流频繁变化的电路可以更好的保护电器设备。

　　3. 标准的通讯。此次设计的这款补偿控制器兼容多种通信协议，可以实现与多种PLC的通讯，所以对于那些大型成套设备，可以实现集中控制和管理，并且可以通过它对电网的电量参数进行监控。

　　4. 继电器输出。通过继电器输出就可以兼容多种输出，这样电容控制器使用电容接触器或可控硅都可以，电平使用24VDC或220VAC都可以，增加了控制器的使用范围。

　　项目主要内容和目标

　　为实现以上功能，对项目的设计内容进行细分，以下是对项目设计内容的细化。包括电网状态的实时监测;电容器组控制输出;外部RS232、S485接口;系统具有故障报警和自动复位功能;可以在电压谐波小于8%，电流谐波小于25%的情况下正常运行;具有自动、智能、手动三种控制方式;过补偿检测和报警;同组电容投切封锁时间大于60S;参数可以灵活设置，如延时设定在5~99s范围内可调;投入门限 大于1.1C并小于COS设定值;COS设定在0.9~0.99间可调;输出路数在 1~16间可调;电流、电压输入比;设定参数保存;最近5次报警参数保存。