农村低压电网研究论文
农村低压电网研究论文 摘要：采用无触点的固态继电器和交流接触器复用，分相自动控制投切电 容器组，达到恰当的无功补偿。关键词：农村配网自动无功补偿 1概论 要很好地实现恰当的无功补偿，只能采用自动控制的方式，通过自动补偿 控制器，采集电网的电压、电流、功率及功率因数等参数，随时跟踪电网的运行 状态，综合各种运行参数，发出适当的操作指令，使配电网运行在一个最佳的工 作状态。
2无功补偿自动控制器的信号接入 低压电网一般采用三相四线制，可以按图1接线。
图1无功补偿自动控制器的信号接入 如果电流互感器的输出端按星形连接，则可以把控制器输入端IA2、IB2、 IC2短接后连到互感器中性端，其他信号线依图接入。
负载电流一般都要通过电流互感器输入到控制器作为采样信号，所以在接 线中要注意极性和同名端，不要搞错(目前的控制器都是智能型的，一旦电流接 线反了，也能判断并加处理，但精度要略差一些)。
值得注意的是电压采样(即电容器并入点)和电流采样的位置关系。由于在 一般情况下，UA、UB、UC、UN接入补偿装置后，并联一路作为电压采样，所 以电流互感器一定要安装在电压采样点靠电网线路这一侧，而不能装在靠负载这 一侧。从原理上说，就是一定要把补偿电容产生的电流一起采样。否则，即使电 容全部投入，控制器所采样的功率因数仍旧不变。
3信号处理 电压、电流、信号输入控制器后，经过简单调理后，即进行A/D转换和软 件校准。可以得到三相电压、电流、有功功率。在这些基本数据得到后，通过数 字及逻辑运算可以得到三相无功功率及功率因数。在得到这些参数后，首先可以作一些判断。电压、电流是否在正常范围内，有功功率的方向等。因为在低压电 网中，有功电流的方向应该是恒定的，方向从电网流向负载，所以如果测定到有 功功率为负值，则可判断为电流互感器方向接反了，无功功率的计算就按反向来 考虑。但是在控制器硬件上来说，所有的数值参数零点，并不是实际的零点，有 些微小差异，所以反向之后，精度略有影响。
4判断方式 控制器判断方式有以下几种：
(1)按照功率因数投切电容：当功率因数低于设定值时，经过软件设定的 延时后，投入一组电容器，如不够，延时后再投，反之，当检测到功率因数高于 设定值或电流超前时，则切除补偿电容，这种方式应设定一个电流下限，当小电 流(负载很轻)时，应该闭锁电容器投入，以免产生反复投切震荡。
(2)按照无功功率投切电容：因为电容器组是作为无功功率补偿接入电网 的，一般按无功容量来设计计算，所以这种补偿方法是比较适当的，可以做到缺 多少补多少。只是可能在轻负载时，功率因数不一定补偿到位，但肯定可以避免 电容器的反复投切震荡。
(3)按电压值投切：当供电电压低于设定值下限时就投入电容，当电压低 于设定值上限时，把电容器切除。按照无功和电压的关系，补偿装置能够使电压 稳定在一个范围内。但是，这种补偿方式，可能造成无功倒送，功率因数超前， 而且在小电流时也应该闭锁投入。
在以上各种方式中，都应该考虑电压偏高的因素。当电压高于设定的第一 限值时，应闭锁投入或再逐级切除；
当电压高于设定的第二限值或出现缺相情况 时，则应迅速切除所有的电容器。
5投切电容器组方式 (1)循环投切：当补偿电容器组容量相同时，为延长电容器的寿命，一般 按循环投切方式，使每组电容器投入补偿运行的时间大致相同。
(2)顺序投切：补偿电容器每组容量不一样时，例如有四组电容，电容量 分别为1，2，4，8kvar，则每次投切操作时，按容量从小到大的顺序操作。只要 最小一组容量的电容能够投切，则总是对该组进行操作。以此类推，顺序操作，这样的结果是最小一组电容器投切最频繁，但是补偿精度可以得到提高，如以上 例子，则可补偿到无功功率在1kvar左右。
依据国家有关标准，电容器从电网中退出运行后，必须有大于5min的放电 时间，才能再次投入运行。所以，控制器再发出投入指令时还必须保证该电容器 的放电时间。又由于电网中无功功率的波动也挺大，因此，在检测到需要动作的 信号后，最好再延迟一段时间(20～60s)后再发执行指令。
6投切电容器的执行机构 一般电容器的投切执行机构为单相或三相接触器，考虑到电网的无功功率 不平衡，我们采用的是分相补偿。利用不对称的电容器投切，使得电网的无功功 率得到大致的平衡。所以在这里讨论的只是单相投切。
我们采用无触点的固态继电器，因为它可以做到在电压过零时投入，在电 流过零时切出，从而使电容器投切的过渡震荡过程几乎没有。但是由于固态继电 器的容量裕度不大以及固态继电器两端的压降较大，会产生较大的热量，增加本 身的功耗。
最后我们采用了固态继电器和交流接触器复用，固态继电器执行电容器的 投切过程，而常规的负载电流则只通过接触器的机械触点，增加了运行的可靠性， 同时也增加了些成本。
7运行状态及各种参数的记录 记录的数据有每天整点时的三相电压值、电流值及有功、无功功率及功率 因数、各组电容器的投切状态。另外，还记录了一部分的统计数据，包括电压的 合格率统计，电压、电流、功率的最大值和最小值及发生时间，以及每天的有功 电量和无功电量及各组电容器的投切时间。
记录统计数据可以通过232通讯口和计算机或掌上电脑直接连接下载。也 可通过无线收发机进行无线下载，提供了较远距离的操作便利。
8结束语 基于上述的设计思想，我们研制了JXDX1-60低压无功补偿装置，通过了 全国无功补偿检测中心的型式试验，投入了试运行。运行状态可靠，效果明显，达到了设计要求。