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摘要：文章介紹了無功補償控制器的主要功能以及基于雙CPU結構的系統總體組成，為實現快速、無沖擊的動態無功補償，采用零電壓觸發投切方式，設計了晶閘管過零觸發驅動電路，配合控制器投切指令，能有效地觸發晶閘管進行電容器投切。
無功補償技術對于提高電力系統的電能質量和挖掘電網的潛力是十分必要的。其主要作用包括提高負載和系統的功率因數、減少設備容量和功率損耗，穩定電壓，提高供電質量，提高系統輸電穩定性和輸電能力，平衡三相負載的功率等。因此，無功功率補償已成為保證電網高質量運行的重要手段之一，也是電力系統研究領域的一個重大課題。因此在配電網改造中推廣無功補償技術是一個值得關注的實際課題。
一、無功補償關鍵技術問題
(一)補償方式問題
目前很多部門無功補償的出發點還放在用戶側，即只注意補償用戶的功率因數，而不是立足于降低電力網的損耗。要實現最有效的降損，必須通過計算無功潮流，確定各點的最優補償量、補償方式，才能使有限的資金發揮最大的效益。
(二)諧波問題
(四)電容器的投切振蕩問題
投切振蕩不僅會影響電容器及其投切機構的壽命，同時，對系統穩定性造成很大的影響，必須防止其發生。若無功補償裝置的補償控制策略不恰當或者各級電容器容量配置不恰當都容易引起投切振蕩。不斷完善補償控制策略，并根據具體情況配置合適的電容器組才能有效地解決投切振蕩問題。
二、系統總體結構與組成
本文設計的無功補償控制裝置采用雙CPU結構，應用TI公司的數字處理器TMS320F2812作為主控CPU，用于數據采集、計算、歷史數據存儲、狀態判斷、控制決策確定、驅動輸出和外部通信等主要功能。采用TI公司生產的AVR單片機ATMEGA64L作為監控CPU負責人機接口控制部分，完成液晶顯示和鍵盤響應功能。遵循各插件板功能劃分明確、強弱電系統分離的原則，兩CPU間相對獨立，減少了CPU間的數據交換量，有利于控制程序的實時執行，提高了運行的可靠性，同時使程序設計思路清晰，簡明�？刂破饔布Y構如圖1所示：
4.保護功能。(1)過壓保護：電網電壓大于高壓保護值(1.0~1.2NU范圍可調)時，自動快速切除全部電容器;欠壓保護：電網電壓小于設定下限值(0.65～0.95NU范圍可調)時，自動快速切除全部電容器;(2)缺相保護：電網發生斷路缺相時，自動切除全部電容器;(3)失壓保護：裝置斷電后控制開關自動切除電容，保證再通電時各電容器組處于分斷狀態;(4)諧波保護：電網諧波含量超過設定值時，報警，自動快速切除該相電容器;(5)短路保護：檢測到電網發生短路故障時，自動快速切除電容器并閉鎖系統;(6)投切振蕩閉鎖報警保護：控制器判斷出發生投切振蕩時，系統報警，同時閉鎖投切。
5.電容器延時功能：靜態投切時，電容器投切延時10～120s，可設定;動態投切時，0～30ms;可選投切狀態。
6.自檢復歸;每次接通電源后，裝置進行自檢，并使輸出回路處于斷開狀態重新判斷是否投電容器。
7.參數設置、調整：可設置投切電壓區間上下限數值、投切功率因數上下限數值、投切延時、電流互感器變比、投入門限無功電流值、切出門限無功電流值、諧波電壓和電流含量切出門限及控制參數設置、自動/手動投切設置�？稍O置和修正本機時鐘、通信參數等。
8.運行數據采集及傳送功能：實時監測、計算和顯示電網三相電壓、電流、有功、無功、功率因數、諧波含量等運行數據，通過擴展通訊口，可實現遠程通信，遠程傳送運行數據，實現對配電線路的監測、統計分析等綜合管理。
四、晶閘管過零觸發電路
本文采用雙向反并聯的晶閘管作為電容器的投切機構，代替傳統的接觸器投切，并采用檢測晶閘管兩端電壓的零電壓觸發方式。為此，需要選擇具有過零觸發能力的芯片控制晶閘管的通斷。我們選用Motorola公司的過零觸發控制芯片MOC3083，它由鎵-砷紅外發射二極管結合過零電壓硅檢測器組成。其內部結構如圖2所示：
圖3 觸發驅動電路
作者簡介：張維俊(1967-)，男，吉林集安人，長春工程學院電氣與信息學院講師，研究方向：電力系統及其自動化、配電系統自動化。
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