【正文】 切。120Mvar。電抗變壓器的一次繞組直接與高壓線路連接，二次繞組經(jīng)過(guò)較小的電抗器與可控硅閥連接。這類裝置組成的無(wú)功補(bǔ)償裝置屬于第一批補(bǔ)償器。用戶可根據(jù)自己的實(shí)際需要，再結(jié)合價(jià)格，綜合選取。(1)電網(wǎng)中有一個(gè)穩(wěn)定的基本負(fù)荷，且占該線路最大負(fù)荷的比例較大，換句話說(shuō)，就是不會(huì)出現(xiàn)輕載投切振蕩。因此，應(yīng)選擇由晶閘管控制的無(wú)功補(bǔ)償裝置。若當(dāng)前偷超前，則切除一個(gè)電容器組。圖12說(shuō)明了輕載振蕩的情況。功率因數(shù)式控制器通過(guò)對(duì)電網(wǎng)的電壓、電流進(jìn)行采樣檢測(cè)，分析計(jì)算出當(dāng)前的功率因數(shù)值。在控制器的控制規(guī)律上又可以分為功率因數(shù)控制和無(wú)功功率(無(wú)功電流)控制。郭培源，2001)，集并聯(lián)補(bǔ)償、串聯(lián)補(bǔ)償、移相等多種功能于一身(, 2000: P. Kumkratug et al, 2003 )，造價(jià)非常高，控制非常復(fù)雜，目前僅美國(guó)Inez變電站安裝了這一裝置(李驕文，2002) 從當(dāng)前無(wú)功補(bǔ)償裝置的發(fā)展來(lái)看，目前廣泛應(yīng)用的幾種無(wú)功補(bǔ)償裝置，從控制投切裝置的不同來(lái)看可以分為兩類:一類是采用斷路器開(kāi)關(guān)來(lái)控制。此外，SVC還包括TSC十TCR混合型的補(bǔ)償器，我國(guó)平頂山至武漢鳳凰山SOOkV變電站引用進(jìn)口的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備就是TSC }TCR型(朱是，2001)。 1988鄭健超，1999)，其本質(zhì)就是將高壓大功率的電力電子技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，以增強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)的控制能力，提高原有電力系統(tǒng)的輸電能力。按控制對(duì)象和控制方式不同，可分為晶閘管控制電抗器(TCR)、晶閘管投切電容器((TSC)以及兩者的混合裝置((TCR+TSC)，或者TCR與固定電容器((FC)配合使用的靜補(bǔ)裝置(TCR+FC)等。但其鐵芯需磁化到飽和狀態(tài)，因而損耗和噪聲還是很大，而且存在非線性電路的一些特殊問(wèn)題，又不能分相調(diào)節(jié)以補(bǔ)償負(fù)荷的不平衡，所以未能占據(jù)SVC的主流。另外，接觸器投切電容器較開(kāi)關(guān)投切方式的響應(yīng)時(shí)間短些，該種功補(bǔ)償設(shè)備曾一度占領(lǐng)配電(1 OkV和380均市場(chǎng)，特別是低壓配電網(wǎng)。同步調(diào)相機(jī)是早期無(wú)功補(bǔ)償裝置的典型代表。在無(wú)功補(bǔ)償裝置上，大量的裝置采用采集任選一相的無(wú)功信號(hào)或是一相電流另兩相電壓得出的無(wú)功信號(hào)并以此作為投切容量的依據(jù)，但這種方式只適用于以三相電為主的配電區(qū)，它可能會(huì)對(duì)非采樣相造成過(guò)補(bǔ)或是欠補(bǔ)。，促使電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。(2)穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，還可以改善輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸電能力。無(wú)功功率如果不能就地補(bǔ)償，用戶負(fù)荷所需要的無(wú)功功率全靠發(fā)、配電設(shè)備長(zhǎng)距離提供，就會(huì)使配電、輸電和發(fā)電設(shè)施不能充分發(fā)揮作用，降低發(fā)、輸電的能力，使電網(wǎng)的供電質(zhì)量惡化，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)使系統(tǒng)電壓崩潰，造成大面積停電事故。而大多數(shù)電力電子裝置的功率因數(shù)很低，它們所消耗的無(wú)功功率在電力系統(tǒng)所輸送的電量中占有很大的比例。無(wú)功電流產(chǎn)生無(wú)功功率，給電網(wǎng)帶來(lái)額外的負(fù)擔(dān)且影響供電質(zhì)量。如果無(wú)功功率問(wèn)題處理得好，不僅節(jié)約電能，還可以減少系統(tǒng)變壓器和輸變電設(shè)備容量。由于各用戶沒(méi)有統(tǒng)一的無(wú)功功率補(bǔ)償，造成補(bǔ)償不合理，效果不明顯。由于用戶內(nèi)部的有功損耗沒(méi)有減少，所以降損節(jié)電效果必然受到限制。電容補(bǔ)償可以根據(jù)系統(tǒng)所需無(wú)功的多少，由控制系統(tǒng)自動(dòng)地投切補(bǔ)償電容，因此是一種性價(jià)比較高的無(wú)功補(bǔ)償方法。雖然在FACTS概念形成以前SVC就己存在，但由于SVC采用的閥元件也是電力電子器件，因此也把SVC歸于FACTS控制器。由于使用基于晶閘管的SVC具有優(yōu)良勝能，所以十多年來(lái)占據(jù)了SVC的主導(dǎo)地位。并聯(lián)電容器補(bǔ)償簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，靈活方便，有取代同步調(diào)相機(jī)的趨勢(shì)，但只能補(bǔ)償固定無(wú)功，還可能與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大。TSC補(bǔ)償器可以很好的補(bǔ)償系統(tǒng)所需的無(wú)功功率，如果級(jí)數(shù)分得夠細(xì)，基本上可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，瑞典某鋼廠的兩臺(tái)100t電弧爐安裝60Mvar的TSC后，有效的使130kV電網(wǎng)的電壓保持在1,5%。而低壓無(wú)功補(bǔ)償中要求裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于安裝和維護(hù)，因此TSC和TCR裝置非常適合于在無(wú)功就地補(bǔ)償領(lǐng)域推廣。：斷路器開(kāi)關(guān)與晶閘管開(kāi)關(guān)控制投切的無(wú)功補(bǔ)償裝置性能比較 Thyristor switch control circuit breaker switch and switching of reactive power pensation device performance parison 任何一種智能無(wú)功補(bǔ)償裝置，都需要一個(gè)控制器來(lái)完成電網(wǎng)參數(shù)的測(cè)量計(jì)算，控制電容器組的投切。補(bǔ)償后的參數(shù)為有功電流，無(wú)功電流功率因數(shù)我門又將切除門限設(shè)為。負(fù)載今大于負(fù)載，無(wú)功也大于，而這時(shí)的功率因數(shù)卻是相同的。無(wú)功功率（無(wú)功電流）控制針對(duì)功率因數(shù)控制的問(wèn)題，出現(xiàn)了以系統(tǒng)中的無(wú)功功率(無(wú)功電流)為被控制對(duì)象，即無(wú)功功率(無(wú)功電流)控制方式。：兩種控制方式控制的無(wú)功補(bǔ)償器補(bǔ)償性能比較Table : control of two control methods to pensate the reactive power pensation performance parison既然各種裝置之間有這樣大的差別，那么應(yīng)該怎樣選擇呢?了解負(fù)載性質(zhì)，以決定是選擇由斷路器開(kāi)關(guān)還是晶閘管開(kāi)關(guān)控制投切的無(wú)功補(bǔ)償裝置對(duì)于居民區(qū)、寫字樓、商場(chǎng)、電子、化工等負(fù)載變化平穩(wěn)、周期長(zhǎng)的場(chǎng)合，由于負(fù)載變穩(wěn)、周期長(zhǎng)，所以，接觸器的動(dòng)作次數(shù)少，使用壽命己不再是主要問(wèn)題。它在輕載時(shí)易發(fā)生投切振蕩。現(xiàn)代的無(wú)功功率(無(wú)功電流）控制的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，除基本的控制功能外，附加功能也很多，如一般都有的:四象限操作、自動(dòng)手動(dòng)切換、自動(dòng)識(shí)別各路電容器組的功率、自動(dòng)根據(jù)負(fù)載調(diào)節(jié)切換時(shí)間、過(guò)電壓報(bào)警及保護(hù)、線路諧振報(bào)警、電壓電流畸變率測(cè)量及功率因數(shù)、電壓、電流、視在功率、有功功率、無(wú)功功率、電網(wǎng)頻率的測(cè)量及顯示等。 具有飽和電抗器的無(wú)功補(bǔ)償裝置(SR)飽和電抗器分為自飽和電抗器和可控飽和電抗器兩種，相應(yīng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置也就分為兩種。180176。根據(jù)投切電容器的元件不同，又可分為TCR與固定電容器配合使用的靜止無(wú)功補(bǔ)償器(TCR+FC)和TCR與斷路器投切電容器配合使用的靜止無(wú)功補(bǔ)償器(TCR+MSC )?，F(xiàn)在普遍把這種可以快速補(bǔ)償電網(wǎng)無(wú)功功率的晶閘管投切電容器的無(wú)功補(bǔ)償裝置叫作動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器。這種補(bǔ)償裝置為了保證更好的投切電容器，必須對(duì)電容器預(yù)先充電，充電結(jié)束之后再投入電容器。第二章 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償關(guān)鍵技術(shù)研究電力電子開(kāi)關(guān)型電力補(bǔ)償、控制器的根本原理是利用電力電子開(kāi)關(guān)在電路中并聯(lián)地或串聯(lián)地接入或切除電感、電容、電阻，從而瞬時(shí)地改變線路等效阻抗或等效的感性、容性、阻性負(fù)載，達(dá)到補(bǔ)償和控制電力系統(tǒng)中的電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率等電力系統(tǒng)參數(shù)的目的，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、有效地運(yùn)行。由功率三角形可以求得（）: () The power triangle式中為功率因數(shù)，即有功功率和視在功率的比值。R和發(fā)熱、溫升與電流值的平方I178。Fig . Vector drawing電容器相當(dāng)于一個(gè)滯后無(wú)功電流源、滯后無(wú)功功率發(fā)生器。TSC在補(bǔ)償無(wú)功的同時(shí)，還可以提升負(fù)載端電壓。TSC的典型裝置通常有兩部分組成:一部分為TSC主電路，它包括晶閘管、補(bǔ)償電容器及阻尼電抗器。分別在一個(gè)周期內(nèi)對(duì)電壓和電流采樣N次。這里假設(shè)對(duì)每個(gè)周期的電壓和電流采樣N次，則式()離散化得: ()式中:是第k個(gè)電壓采樣值是第k十N/4個(gè)電流采樣值，這樣只要對(duì)電流和電壓進(jìn)行較高頻率的采樣，就能根據(jù)式( )求得無(wú)功功率。該方法完全按照Budeanu無(wú)功理論計(jì)算，在原理上不存在誤差，但是計(jì)算過(guò)程中需要大量的寄存器存儲(chǔ)中間變量，計(jì)算量大，計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，檢測(cè)結(jié)果的實(shí)時(shí)性比較差。假如在導(dǎo)通前電容器充電電壓剛好等于電源電壓峰值，則在電源峰值點(diǎn)投入電容時(shí)，由于在這一點(diǎn)電源電壓的變化率(時(shí)間導(dǎo)數(shù))為零，因此，電流即為零，隨后電源電壓(也即電容電壓)的變化率才會(huì)按照正弦規(guī)律上升，電流即按正弦規(guī)律上升。 Zerovoltage thyristor trigger circuit一般來(lái)講，無(wú)論電容器殘壓多高，它總是小于等于電源電壓幅值，則在一個(gè)周期內(nèi)，晶閘管總有處于零壓或反壓的時(shí)刻。開(kāi)通損耗取決于開(kāi)通期間負(fù)載電流的上升時(shí)間。各器件反向恢復(fù)電流(電荷)的分散性，使器件串聯(lián)應(yīng)用時(shí)產(chǎn)生反向電壓的分配不均。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)采用吸收電路的措施，使加于晶閘管上的斷態(tài)電壓臨界上升率，應(yīng)該小于器件允許的斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt值。這樣，每個(gè)串聯(lián)元件分擔(dān)電壓主要取決于均壓電阻分壓，均壓電阻為: ()式中，、為所用元件的斷態(tài)反向重復(fù)峰值電壓和電流。為此對(duì)各晶閘管元件控制極的觸發(fā)脈沖有下列要求:（1）觸發(fā)脈沖為尖脈沖(寬約100us)或尖脈沖(寬約幾十微妙)后緊接寬脈沖。 所以當(dāng)任意一相相電壓(UA, UB, Uc )高于某一限制()時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。同時(shí)發(fā)送缺相報(bào)警報(bào)文，記錄報(bào)警時(shí)間存儲(chǔ)報(bào)文。 當(dāng)檢測(cè)到過(guò)流時(shí)，控制器發(fā)出控制命令，切除所有的投運(yùn)電容器組。 一般每20ms做一次采樣計(jì)算，每1OOms做一次判斷，5次采樣計(jì)算中有4次或5次越限置越限標(biāo)志。這就是說(shuō)，當(dāng)1OOA的晶閘管過(guò)電流為400A時(shí)，否則將因過(guò)熱而損壞。硬件上一個(gè)可選的方案是采用雙路熱備用方式供電，同時(shí)監(jiān)視雙路電源輸出，可極大提高電源單元的可靠性，但將造成系統(tǒng)復(fù)雜和成本升高，是否值得還應(yīng)綜合考慮?？刂破鲬?yīng)提供完整的針對(duì)一次系統(tǒng)各物理量、重要一次設(shè)備工況及控制器本身工況的監(jiān)測(cè)與保護(hù)。同時(shí)對(duì)于晶閘管散熱系統(tǒng)也應(yīng)該實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，防止過(guò)熱損壞晶閘管。TMS320F2812采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，具有密碼保護(hù)機(jī)制，可進(jìn)行雙16 X 16乘加和32 X 32乘加操作，因}fu可兼顧控制和快速運(yùn)算的雙重功能。同時(shí)其對(duì)C語(yǔ)言的高編譯效率，使得軟件開(kāi)發(fā)周期大人縮短，是目前國(guó)際市場(chǎng)上最先進(jìn)、功能最強(qiáng)大的32位定點(diǎn)DSP芯片之一?？焖佟㈧`活的中斷管理，有效地縮短中斷響應(yīng)。D. 高速組:包括EVA/EVB,ADC,HISPCP寄存器設(shè)置分頻系數(shù)。每個(gè)組輸出一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)給CPU即PIE的輸出INTx(x=1,2…12)對(duì)應(yīng)CPU中斷輸入的INT1INT12。1. ADC模塊的特點(diǎn)ADC模塊有16個(gè)通道，可配置為兩個(gè)獨(dú)立的8通道模塊以便為事件管理器A和B服務(wù)。該基準(zhǔn)電平必須保證相對(duì)穩(wěn)定，一般由專用芯片實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)換后，選擇通道的數(shù)字值保存在適當(dāng)?shù)慕Y(jié)果寄存器(ADCRESULT)中 (第一個(gè)結(jié)果保存在ADCRESULTO,第二個(gè)結(jié)果保存在ADCRESULT 1等)。（1)誤差定義 常用的A/D轉(zhuǎn)換器主要存在:里主要討論失調(diào)誤差和增益誤差。具體計(jì)算過(guò)程如下:獲取已知輸入?yún)⒖茧妷盒盘?hào)的轉(zhuǎn)換值和；利用方程及已知的參考值和計(jì)算實(shí)際增益及失調(diào)誤差:實(shí)際增益；失調(diào)誤差； 定義輸入，則由方程得: 校正增益校正失調(diào) 將所求的校正增益及校正失調(diào)應(yīng)用于其他測(cè)量通道，對(duì)ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行校正。 電網(wǎng)的電壓直接接入控制器(輸入線電壓≤660V )，電流經(jīng)電流互感器(輸入電流≤5A)接入控制器，信號(hào)調(diào)理部分將它們轉(zhuǎn)變?yōu)樾》档碾妷盒盘?hào)≤，經(jīng)過(guò)DSP的采樣、分析、計(jì)算，并根據(jù)結(jié)果，結(jié)合投切策略，自動(dòng)控制FPGA進(jìn)行晶閘管投切電容器組，再將計(jì)算結(jié)果送到雙口RAM。所以使用0. 1級(jí)的TA200型將5A的信號(hào)變?yōu)楹涟布?jí)的電流信號(hào)，通過(guò)電阻取得小電壓信號(hào)，再把此電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)跟隨、放大、上拉變?yōu)锳D可以采樣的2. 5V2. 5V信號(hào)。而不需要在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中頻繁地進(jìn)行歸一化處理。由于CD4046內(nèi)部集成了鑒相器和壓控振蕩器，環(huán)路增益高，環(huán)路的自由震蕩頻率和阻尼吸收可獨(dú)立設(shè)計(jì)，使用時(shí)外接低通濾波器便可形成鎖相環(huán)。+12V和+5V的電壓分別是通過(guò)電源穩(wěn)壓塊7812和7805得到的，7812和7805都是三端穩(wěn)壓器為固定輸出直流正穩(wěn)壓器。只要提供電源就能產(chǎn)生行驅(qū)動(dòng)信號(hào)和各種同步信號(hào)，比較簡(jiǎn)單，液晶與MCU接線采用直接接口方式。
。 1 CPU間通訊:DSP與MCU之間通過(guò)雙口RAM進(jìn)行通訊，完成數(shù)據(jù)交換。 DSP電源管理模塊 DSP Power Management Module 鍵盤是用來(lái)設(shè)置控制參數(shù)的，例如電壓的限值、功率因數(shù)等，即可以選擇手動(dòng)運(yùn)行方式也可以選擇自動(dòng)運(yùn)行方式。 PLL synchronous sampling circuit 低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器直接接于電網(wǎng)，那么在電網(wǎng)中只能獲得220V或是380V的電壓，但是無(wú)功補(bǔ)償控制器整個(gè)系統(tǒng)的工作直流電源是+12V,12V,+5V和+。 sampling module circuit 滿足理想的同步采樣電路的兩個(gè)條件:首先，信號(hào)周期和采樣周期存在整數(shù)倍的關(guān)系。第二級(jí)運(yùn)放電路起到極性變換的作用，把雙極性信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閱螛O性。MCU負(fù)責(zé)將計(jì)算結(jié)果送到液晶顯示，同時(shí)掃描鍵盤。由于這種方法是通過(guò)某個(gè)通道的誤差去修正其他通道的誤差，因此要采用這種方法，必須保證通道間具有較小的通道誤差。這理想情況下，ADC模塊轉(zhuǎn)換方程為，式中x=輸入計(jì)算值=輸入電壓4095/3；y=輸入計(jì)數(shù)值。 ADC可以運(yùn)行在并發(fā)采樣模式或者序列采樣模式，對(duì)每個(gè)轉(zhuǎn)換(或并發(fā)采樣模式下的一對(duì)轉(zhuǎn)換)，當(dāng)前CONVxx位定義要采樣和轉(zhuǎn)換的引腳(或引腳對(duì))。采集得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理，直接送入DSP的ADC接口，ADC將自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)在相應(yīng)的結(jié)果寄存器中。雖然有多個(gè)輸入通道和兩個(gè)序列器，但在ADC模塊中只有一個(gè)轉(zhuǎn)換器。ADC、定時(shí)器、SCI編程等均以中斷方式進(jìn)行，可提高CP