摘要：文章介绍了无功补偿控制器的主要功能以及基于双CPU结构的系统总体组成，为实现快速、无冲击的动态无功补偿，采用零电压触发投切方式，设计了晶闸管过零触发驱动电路，配合控制器投切指令，能有效地触发晶闸管进行电容器投切。

　　无功补偿技术对于提高电力系统的电能质量和挖掘电网的潜力是十分必要的。其主要作用包括提高负载和系统的功率因数、减少设备容量和功率损耗，稳定电压，提高供电质量，提高系统输电稳定性和输电能力，平衡三相负载的功率等。因此，无功功率补偿已成为保证电网高质量运行的重要手段之一，也是电力系统研究领域的一个重大课题。因此在配电网改造中推广无功补偿技术是一个值得关注的实际课题。

　　一、无功补偿关键技术问题

　　(一)补偿方式问题

　　目前很多部门无功补偿的出发点还放在用户侧，即只注意补偿用户的功率因数，而不是立足于降低电力网的损耗。要实现最有效的降损，必须通过计算无功潮流，确定各点的最优补偿量、补偿方式，才能使有限的资金发挥最大的效益。

　　(二)谐波问题

　　(四)电容器的投切振荡问题

　　投切振荡不仅会影响电容器及其投切机构的寿命，同时，对系统稳定性造成很大的影响，必须防止其发生。若无功补偿装置的补偿控制策略不恰当或者各级电容器容量配置不恰当都容易引起投切振荡。不断完善补偿控制策略，并根据具体情况配置合适的电容器组才能有效地解决投切振荡问题。

　　二、系统总体结构与组成

　　本文设计的无功补偿控制装置采用双CPU结构，应用TI公司的数字处理器TMS320F2812作为主控CPU，用于数据采集、计算、历史数据存储、状态判断、控制决策确定、驱动输出和外部通信等主要功能。采用TI公司生产的AVR单片机ATMEGA64L作为监控CPU负责人机接口控制部分，完成液晶显示和键盘响应功能。遵循各插件板功能划分明确、强弱电系统分离的原则，两CPU间相对独立，减少了CPU间的数据交换量，有利于控制程序的实时执行，提高了运行的可靠性，同时使程序设计思路清晰，简明。控制器硬件结构如图1所示：

　　4.保护功能。(1)过压保护：电网电压大于高压保护值(1.0~1.2NU范围可调)时，自动快速切除全部电容器;欠压保护：电网电压小于设定下限值(0.65～0.95NU范围可调)时，自动快速切除全部电容器;(2)缺相保护：电网发生断路缺相时，自动切除全部电容器;(3)失压保护：装置断电后控制开关自动切除电容，保证再通电时各电容器组处于分断状态;(4)谐波保护：电网谐波含量超过设定值时，报警，自动快速切除该相电容器;(5)短路保护：检测到电网发生短路故障时，自动快速切除电容器并闭锁系统;(6)投切振荡闭锁报警保护：控制器判断出发生投切振荡时，系统报警，同时闭锁投切。

　　5.电容器延时功能：静态投切时，电容器投切延时10～120s，可设定;动态投切时，0～30ms;可选投切状态。

　　6.自检复归;每次接通电源后，装置进行自检，并使输出回路处于断开状态重新判断是否投电容器。

　　7.参数设置、调整：可设置投切电压区间上下限数值、投切功率因数上下限数值、投切延时、电流互感器变比、投入门限无功电流值、切出门限无功电流值、谐波电压和电流含量切出门限及控制参数设置、自动/手动投切设置。可设置和修正本机时钟、通信参数等。

　　8.运行数据采集及传送功能：实时监测、计算和显示电网三相电压、电流、有功、无功、功率因数、谐波含量等运行数据，通过扩展通讯口，可实现远程通信，远程传送运行数据，实现对配电线路的监测、统计分析等综合管理。

　　四、晶闸管过零触发电路

　　本文采用双向反并联的晶闸管作为电容器的投切机构，代替传统的接触器投切，并采用检测晶闸管两端电压的零电压触发方式。为此，需要选择具有过零触发能力的芯片控制晶闸管的通断。我们选用Motorola公司的过零触发控制芯片MOC3083，它由镓-砷红外发射二极管结合过零电压硅检测器组成。其内部结构如图2所示：

　　图3 触发驱动电路

　　作者简介：张维俊(1967-)，男，吉林集安人，长春工程学院电气与信息学院讲师，研究方向：电力系统及其自动化、配电系统自动化。