贝加莱 采用PCC 的无功补偿控制装置

1　前言
        考虑到目前补偿控制装置和补偿方式的特殊性及高可靠性的要求, 在目前现有的产品存在缺陷的情况下, 本文提出一种采用新的控制方式的装置。

2　一种新的无功补偿控制装置
2.1　设计思想
        针对目前对无功控制装置的要求, 在对变电站运行方式进行了充分调研的基础上,提出变电站无功补偿和电压调节应分别考虑的思想, 电压调整依靠有载调压变压器的电压控制调节器来完成,控制参数主要考虑低压母线电压和变压器分接头的位置。无功控制装置完成电容器投切控制, 主要控制参数是系统的无功缺额, 电压参数只作为限制量,在无功控制装置中, 考虑电压调节器故障或变压器分接头到达极限档位时, 并预测电容器投切后的电压变化量限制电容器的投切控制。同时在无功控制装置中充分考虑现场要求, 增加纪录、通讯、显示等功能。
      本装置采用对110kV 变电站中的电压、无功分开调节、协调运行的控制方式, 不但可以使控制设备故障的危险分散, 使控制过程简化, 而且便于实现优化的智能控制算法, 能够满足现行系统对无功补偿控制装置的要求, 并且可大大提高控制设备的可靠性。
2. 2　硬件
       该装置核心硬件采用B&R 公司2000 系列可编程计算机控制器[2] (Programmble Computer Controller 简称PCC ) 实现,B&R PCC 是PLC 的新一代替代产品, 不仅具有PLC 的可靠性, 同时具有计算机的数据运算能力, 该产品采用灵巧的模块化结构, 系统组态简单方便,并具有先进的现场总线通讯系统, 通过CAN , ProfiBus, RIO , ETHERNET等可组成各种网络,并带有各种标准接口, 是一种完美的自动控制设备, 完全可以满足和实现无功补偿自动控制装置的要求。
        实时参数分别采集变压器高压侧电压、电流、无功功率和低压侧电压, 由电量变送器实现对各种工频电量进行变换, 再通过高速A /D 采集单元进行数字转换后输入中央控制单元, 中央控制单元综合现场各种运行状态, 进行运算、快速分析和智能决策, 最后通过继电器隔离放大后进行控制。见图1。

         考虑到补偿装置运行的灵活性, 在控制装置中, 设置就地手动控制和自动控制闭锁的软压板切换功能, 并具有状态数据显示功能和数据通讯功能, 装置的整定具有良好的人机界面, 要求操作简单、使用方便。为了便于查看电容器的投切情况, 还要求可存储30天以上的动作纪录。
2.3　软件
          B&R 公司2000 系列可编程计算机控制器安装有实时多任务操作系统, 采用PL2000高级语言进行模块化编程, 由于PCC 具有计算机的分析运算能力, 可实现各种优化控制功能, 为实现各种智能化控制算法提供了良好的开发基础。
          电容器的投切控制以系统无功功率缺额为主、预测电容器投切后电压变化趋势、协调母线电压的控制方式, 确定电容器组的投切。在电容器投切前, 应先判定变电站的运行方式, 合理地投切电容器。
         为了保证补偿装置运行的可靠性, 在控制装置中, 设置投切时段控制、闭锁控制、故障报警等功能。