高压无功补偿控制器

无功补偿控制器的设计要求及设计方法

要实现精确的无功补偿就必须对无功电流进行准确的测量。

因为电压的变化范围较小，因此对电压的测量精度要求不高，通常有1%的测量精度就足够了。通常的情况下，不测量电压也可以实现很好的无功补偿控制，对电压的测量主要是为了实现过压、欠压、以及缺相等保护功能。

对电流的测量灵敏度要求要高一些。对于使用8位单片机的低档控制器，测量灵敏度要达到1%以上。注意这里强调的是“测量灵敏度”而不是“测量精度”， 1%的电流测量灵敏度即相当于可以区分1%的电流变化，例如电流互感器的一次电流为500A，则意味着可以区分从100A到105A的电流变化，并不要求100A的电流测量值绝对准确。对于使用DSP或32位单片机的高档控制器，测量灵敏度要达到0.1%以上，否则就谈不到高档了。同样的道理，测量的灵敏度要达到0.1%，意味着测量值应该有4位有效数字，但同样并不要求绝对准确。对无功补偿控制器要求0.1%的测量精度是不现实的，也没有实际意义。但是控制器的测量值最好能在现场进行校正。

对功率因数测量的灵敏度最好要达到0.001。准确地说，应该是对相位差的测量要求，因为测量无功功率并不需要使用功率因数值。这里要强调一点，对无功电流的计算应该使用Iq=I×sinφ的公式来进行计算，而sinφ的值应该根据相位差的值直接进行计算，不能使用sinφ=(1-cosφ2)1/2的公式计算，否则当相位差在0度附近时，cosφ的微小变化会导致sinφ的很大变化，导致sinφ的值误差太大。例如cosφ=0.99时，对应的相位差是8.1度，对应的sinφ值为0.14，意味着0—0.14之间其他sinφ值检测不到。

对相位差的测量要求达到整个-180—+180度范围。有一些控制器具有电流互感器接反的自动识别功能，这种控制器以有功必须为正值来判断互感器的正反，相当于-90—+90度范围，这就可能以下的问题：

第３１卷第５期　２０１０年９月　闽江学院学报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＭＩＮＪＩＡＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　Ｖｏ１．３１　Ｎ０．５　Ｓｅｐ．２０１０　

基于ＡＴＩＴ０２２Ｂ芯片的高压无功补偿控制器设计方案　

刘诗笺　

（闽江学院计算机系，福建福州３５０１０８）　

摘要：采用专用电能芯片ＡＴＩＴ０２２Ｂ设计一种高压无功补偿控制器．可实现对高压线路的动态补偿．可极大提高线　路功率因数、减少线损、改善电网供电质量．还可根据电网的实际情况，选择不同的投切控制方案，最大限度的提高　补偿效果．　关键词：无功补偿；ＡＴＹＴ０２２Ｂ；功率因数　中图分类号：０２１１．６３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—７８２１（２０１０）０５—００３３—０３　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＴＴ７０２２Ｂ　

ＬＩＵ　Ｓｈｉ－ｊｉａｎ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｍｉｎｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅ￣ｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ　Ｆｕｊｉａｎ　３５０１０８）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＴＶ／０２２Ｂ　ｗａｓ　ａｄｏｐｔ　ｔｏ　ｄｅｓｉｇｎ　ａ　ｈｉｇｈ—ｖｏｌｔａｇｅ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ．Ｔｈｉｓ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ　

ｃａｎ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅ　ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｌｉｎｅ，ｇｒｅａｔｌｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｐｏｗｅｒ　ｆａｃｔｏｒ，ｒｅｄｕｃｅ　ｌｉｎｅ　ｌｏｓｓ，ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ．Ｓｅｖｅｒａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ｓｗｉｔｃｈ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｇｒｏｕｐ　ｗａｓ　ｏｐｔｉｏｎａｌ，ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｃｏｍ—　

ｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ｗｉｔｈ　ｐｒａｃｔｉｃｌ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ；ＡＴＩＴ０２２Ｂ；ｐｏｗｅｒ　ｆａｃｔｏｒ　

无功补偿控制器的功能

1.无功功率补偿能力：无功补偿控制器可以根据电网无功功率的变化情况，动态调节无功补偿电容器组的补偿能力。当电网无功功率较大时，控制器会自动增加无功补偿电容器的投入，以提供足够的无功功率补偿，减少电网的无功功率，提高电网的功率因数。相反，当电网无功功率较小时，控制器会自动减少无功补偿电容器的投入，以防止过补偿而导致电网的功率因数过高。

2.功率因数调节：无功补偿控制器通过监测电网的功率因数，并根据设定值来对电网的功率因数进行调节。当电网的功率因数低于设定值时，控制器会自动增加无功补偿电容器的投入，提高电网的功率因数；反之，当功率因数高于设定值时，控制器会自动减少无功补偿电容器的投入，以维持电网的功率因数在设定范围内。

3.电压调节：无功补偿控制器通过监测电网的电压，并根据设定值来对电网的电压进行调节。当电网的电压低于设定值时，控制器会自动增加无功补偿电容器的投入，提高电网的电压；反之，当电压高于设定值时，控制器会自动减少无功补偿电容器的投入，以维持电网的电压在设定范围内。

4.电网稳定性提升：通过减少电网的无功功率，提高电网的功率因数和电压，无功补偿控制器可以有效提升电网的稳定性。当电网无功功率过大时，会导致电网电压的波动和振荡，甚至引发电网的不稳定运行。而通过合理补偿电网的无功功率，可以减少电网的振荡，提高电网稳定性。

5.节约电能：无功补偿控制器可以根据电网的需求，自动调节无功补偿电容器的投入，以提供最合适的无功功率补偿。当电网的无功功率需求较小时，控制器会减少无功补偿电容器的投入，以降低电网的无功功率损耗，从而节约电能。

6.故障保护：无功补偿控制器可以监测电网的工作状态，并及时发现电网中的故障情况。当电网出现故障时，控制器会自动停止或调整无功补偿电容器的投入，以保护电网设备的安全运行。

总之，无功补偿控制器在电力系统中起着重要的作用，通过动态调节无功补偿电容器的投入，实现对电网的无功功率补偿和调节，提高电网的功率因数、电压稳定性，并节约电能。同时，它还能对电网进行故障保护，确保电网设备的安全运行。无功补偿控制器的功能多样且重要，对于电力系统的运行效率和稳定性具有重要意义。

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