PLC控制磁控电抗器系统装置制造方法及图纸

一种PLC控制磁控电抗器系统装置，由功率变送器、PLC、PC机、隔离变压器-光耦隔离器、通信模块及电抗器组成。三相电网每相上设有磁控电抗器；磁控电抗器的电流互感器分别连接电流隔离传感器，磁控电抗器与晶闸管相联，晶闸管控制端连接隔离变压器-光耦隔离器的输出端，电流隔离传感器连接PLC，PLC连接EM231扩展模块，EM231扩展模块连接功率变送器，PLC、通信模块连接PC机上；调压器同步信号输入端连接三相电网，输出端连接同步信号电路板。本系统集计算、发脉冲、控制于一体。PLC发出两路相差180度的脉冲，完整地控制一个磁控电抗器，减少控制流程节约运行时间，降低装置成本。对电气化铁路、工矿企业等负载极不平衡的场合具有很好的应用前景。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电抗器，具体说涉及一种磁控电抗器控制系统。
技术介绍
从80年代开始，我国的无功补偿技术开始了飞跃式的发展，从刚开始的机械投切式到后来各种装置皆有的无功补偿系统，如SVC(静止无功补偿器)、STATC0M(静止无功发生器)、分级型和磁控型并联电抗器(SCSR和MCSR)等。其中从90年代开始，我国磁控型 SVC(MCR)有了很大的发展，MCR在保持相控电抗器(TCR)优点的同时，克服了 TCR电抗器的缺点。采用磁控式，使整个SVC系统可靠性极高，20年免维护。应用极限磁饱和先进技术， 不仅使所产生的谐波大大减少，而且有功损耗低、响应速度快、无电磁辐射。这使得MCR越来越多地应用于各种电力线路中。MCR基本工作原理是利用控制直流电流来控制铁芯的饱和度以平滑连续调节电抗器容量。利用电网电压本身经绕组自耦变压后由晶闸管整流获得，不需外加激磁电源，伏安特性近似线性。并且MCR将工作绕组和控制绕组有机地结合在一起，有利于减少损耗，简化结构。利用通过脉冲控制晶闸管的通断可以有效地调节MCR的容量。对于正弦电压，在正负半轴都要经一定延时角后导通，是对称的，所以需要180度相差的脉冲。磁控电抗器输出电流大小取决于晶闸管控制角α，α越小，产生的控制电流越强，从而电抗器工作铁芯磁饱和程度越高，输出电流越大。因此，改变晶间管控制角，可平滑调节电抗器容量。近几年投入运行的MCR的晶闸管通断控制部分基本上都是由PLC发出一路脉冲经由FPGA分频分成不同相位的六路(前后两路相差60度)，进而控制三相三个MCR的导通与关断(单相则取互差180度的两路)。这种控制装置的优点是脉冲控制简单，三相而言成本相对较低，但其缺点也比较多，具体分析如下1、对于三相MCR，采用FPGA分频不能实现分相控制，对于三相不平衡负载不能有效补偿；2、对于单相而言，因为采用了 FPGA装置致使脉冲发射设备复杂，且对于PLC没有完全利用，整套控制装置成本也较高；3、对于采用FPGA分频控制的MCR不能应用于像电气化铁路这样的极不平衡负载， 其三相是固定相差的，而对于PLC控制的可以实现相差可调，即三相可以产生不同的容量， 以产生不同的无功。随着这几年来我国经济与技术的发展，我国电力负荷中的不平衡负荷的比重日益加大，特别是像电气化铁路、工矿负荷。以电气化铁路为例，由于电铁牵引负荷具有“四非” 特性——非线性(大功率整流设备)、非正弦性(波形畸变)、非对称性(单相大功率负荷)、 非连续性(有功、无功冲击严重、电压波动大)，它的运行会产生很大的无功与负序电流。但是我国现在还没有一套装置可以较好地补偿掉无功和负序电流。本控制系统就是针对这种极不平衡负荷开发出来的一套无功与负序补偿控制系统，本系统根据负荷的Meinmetz原理调整补偿容量，可以收到良好的补偿效果。
技术实现思路
针对现有补偿装置存在的缺陷，本技术提供一种实现三相分相补偿，节约运行时间，装置简化，成本低的一种PLC控制磁控电抗器系统装置。解决上述技术问题所采取的具体技术措施是一种PLC控制磁控电抗器系统装置，其特征是由功率变送器、PLC、PC机、隔离变压器-光耦隔离器、通信模块及电抗器六大部分组成。三相电网设有三个磁控电抗器，每相上分别为1#磁控电抗器、姊磁控电抗器、3# 磁控电抗器，1#磁控电抗器、姊磁控电抗器、3#磁控电抗器的电流互感器分别连接对应的电流隔离传感器，调压器同步信号输入端连接三相电网，输出端接同步信号电路板。1#磁控电抗器、姊磁控电抗器、3#磁控电抗器与晶闸管相联，其通断由晶闸管来控制，晶闸管控制端连接隔离变压器-光耦隔离器的输出端上，1#磁控电抗器、姊磁控电抗器、3#磁控电抗器的电流互感器测量线电流分别连接到隔离变压器上，隔离变压器-光耦隔离器的信号输入端分别连接1#PLC、2#PLC、3#PLC的信号输出端，1#PLC上连接LA#电流隔离传感器和LAB# 电流隔离传感器，2#PLC上连接LB#电流隔离传感器和LBC#电流隔离传感器，3#PLC上连接 LC#电流隔离传感器和LCA#电流隔离传感器，1#PLC、2#PLC、3#PLC分别连接EM231扩展模块，EM231扩展模块分别连接1#功率变送器、姊功率变送器、3#功率变送器，由同步信号电路板处理后的AB、BC、CA的电压同步信号及IOOkHz计数脉冲信号分别连接1#PLCJ#PLC、 3#PLC的信号输入端，1#PLC, 2#PLC, 3#PLC分别连接PC机，通信模块连接PC机上。本技术的有益效果1、本系统的控制中心是西门子S7-200224XP CN型PLC，并接有EM235CN型的扩展模块，集计算、发脉冲、控制于一体。由于PLC发出两路相差180度的脉冲，可以完整地控制一个MCR，省去了以往需要用FPGA分频来完成的过程，节约运行时间，降低装置成本。对于 PLC的应用较之以往装置更加合理与全面。增加了装置的集成度，减少控制流程的复杂性。2、本控制系统可应用于三相不平衡负载，实现三相分相补偿，也就是三个PLC分相控制功率因数，综合控制不平衡。对于电气化铁路、工矿企业等负载极不平衡的场合具有很好的应用前景。附图说明图1是三相不平衡补偿控制系统电路结构示意图。图2是应用于电气铁路补偿时的控制图。具体实施方式一种磁控电抗器PLC控制系统装置，如图1所示，由功率变送器、PLC、PC机、隔离变压器-光耦隔离器、通信模块及电抗器(MCR)六大部分组成，各种装置均有各种规格型号的产品，使用时根据控制的技术指标选用，并按照装置接线说明进行线路连接。三相电网设有三个磁控电抗器，每相上分别为1#磁控电抗器、姊磁控电抗器、3# 磁控电抗器，1#磁控电抗器、姊磁控电抗器、3#磁控电抗器的电流互感器分别连接对应的电流隔离传感器，调压器同步信号输入端连接三相电网，输出端接同步信号电路板。1#磁控电抗器、姊磁控电抗器、3#磁控电抗器与晶闸管相联，其通断由晶闸管来控制，晶闸管控制端连接隔离变压器-光耦隔离器的输出端LA、LB和LC上，1#磁控电抗器、姊磁控电抗器、3#磁控电抗器的电流互感器测量线电流分别连接到隔离变压器LAB、LBC和LCA上，隔离变压器-光耦隔离器的信号输入端分别连接1#PLC、2#PLC、3#PLC的信号输出端，隔离变压器-光耦隔离器为脉冲处理装置。PLC采用西门子S7-200224XPCN型CPU和一个EM231CN 型扩展模块。PLC发射两路相差180度的脉冲。EM231CN型扩展模块为模拟量处理模块，主要用于接收功率采集模块传来的模拟量信息以及电流电压量经由隔离传感器传过来的模拟量信息，并在PLC中还原成相应的真实值，然后进行计算得到要补偿的量，进而调节MCR 的导通角，发出相应的脉冲。PLCl上连接电流隔离传感器LA和电流隔离传感器LAB，PLC2 上连接电流隔离传感器LB和电流隔离传感器LBC，PLC3上连接电流隔离传感器LC和电流隔离传感器LCA0 PLC1、PLC2、PLC3分别连接EM231扩展模块，EM231扩展模块分别连接功率变送器1、功率变送器2、功率变送器3、功率变送器型号CW/CQ，采用交流220V电压、5A电流的额定输入。考虑到线路电流会比较大，在线路与功率变送器之间安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种ＰＬＣ控制磁控电抗器系统装置，其特征是：由功率变送器、ＰＬＣ、ＰＣ机、隔离变压器－光耦隔离器、通信模块及电抗器六大部分组成；三相电网设有三个磁控电抗器，每相上分别为１＃磁控电抗器、２＃磁控电抗器、３＃磁控电抗器；１＃磁控电抗器、２＃磁控电抗器、３＃磁控电抗器的电流互感器分别连接对应的电流隔离传感器；调压器同步信号输入端连接三相电网，输出端接同步信号电路板；１＃磁控电抗器、２＃磁控电抗器、３＃磁控电抗器与晶闸管相联，其通断由晶闸管来控制；晶闸管控制端连接隔离变压器－光耦隔离器的输出端上；１＃磁控电抗器、２＃磁控电抗器、３＃磁控电抗器的电流互感器测量线电流分别连接到隔离变压器上；隔离变压器－光耦隔离器的信号输入端分别连接１＃ＰＬＣ、２＃ＰＬＣ、３＃ＰＬＣ的信号输出端；１＃ＰＬＣ上连接ＬＡ＃电流隔离传感器和ＬＡＢ＃电流隔离传感器，２＃ＰＬＣ上连接ＬＢ＃电流隔离传感器和ＬＢＣ＃电流隔离传感器，３＃ＰＬＣ上连接ＬＣ＃电流隔离传感器和ＬＣＡ＃电流隔离传感器；１＃ＰＬＣ、２＃ＰＬＣ、３＃ＰＬＣ分别连接ＥＭ２３１扩展模块，ＥＭ２３１扩展模块分别连接１＃功率变送器、２＃功率变送器、３＃功率变送器；由同步信号电路板处理后的ＡＢ、ＢＣ、ＣＡ的电压同步信号及１００ｋＨｚ计数脉冲信号分别连接１＃ＰＬＣ、２＃ＰＬＣ、３＃ＰＬＣ的信号输入端；１＃ＰＬＣ、２＃ＰＬＣ、３＃ＰＬＣ分别连接ＰＣ机，通信模块连接ＰＣ机上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡虹，崔忠军，胡森，
申请(专利权)人：丹东欣泰电气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：21