Analise van PLC-beheerstegnologie-toepassing in intelligente kragspanningsregulateurs

Wanneer die kwaliteit van elektrisiteit geëvalueer word, is spannings 'n kritieke invloedende faktor. Spanningskwaliteit word tipies gemeet deur spanningsafwyking, fluktuasie, golfvormverstoring en driedraaissimetrie te evalueer—met spanningsafwyking as die belangrikste aanduiding. Om hoë spanningskwaliteit te verseker, word spanningsregulering in die algemeen vereis. Tans is die mees wydverspreide en effektiewe metode vir spanningsregulering die aanpassing van die tap veranderder van kragtransformateurs.

Hierdie artikel integreer hoofsaaklik PLC- en mikrorekenertechnologie om 'n intelligente kragspanningsregulerder te ontwerp en te analiseer, wat uiteindelik vinnige spanningsregulering bewerkstellig terwyl tussentydse spanningspieke tydens die aanpassingsproses vermy word.

1. Werkprinsipe en Kernaandagte van die Intelligente Kragspanningsregulerder

1.1 Hoofwerkprinsip

Die intelligente kragspanningsregulerder bestaan uit 'n hoofeenheid en bystandeeenhede. Die hoofeenheid sluit primêre en sekondêre kondensators sowel as 'n regulerende transformator in, wat beide reaktiewe kragkomplimentering en outomatiese spanningsregulering moontlik maak.

Die bystandeeenhede sluit een intelligente beheereenheid en drie uitvoer-aanpassingeenhede in. Die intelligente beheereenheid genereer en stuur beheerbevels, wat draadloos deur die uitvoereenhede ontvang word om werklike tydspanningsregulering op die verspreidingslyn te bewerkstellig.

As die kernkomponent bepaal die intelligente beheereenheid die toestel se outomatiseringsvlak, intelligensie en regulasieakkuraatheid. Dit moniter presies die voederspanning, genereer gepaste bevels en stuur hulle na die tap veranderder beheermodule om die voederspanning by die doelwitte te handhaaf. Sy hooffunksies sluit in:

• Real-time monitering en beheer van voederspanning—spoedige korrigering van enige afwykings;

• Real-time monitering en beheer van uitsetladingstroom;

• Verskaf beskermingsfunksies teen onderspanning, oortoevoer en oorkoelingstoestande.

1.2 Kernaandagte

Die intelligente kragspanningsregulerder bied die volgende voordele:

• Dubbele funksionaliteit: Dit verskaf gelyktydig reaktiewe kragkomplimentering en spanningsregulering. Tydens spanningsaanpassing kom dit ook gedeeltelik in vir rooster reaktiewe krag, verbeter die kragfaktor, verhoed lynskade, verhoog netbelastingkapasiteit en verseker spanningskwaliteit. Daarbenewens kan dit driefase-spanning en -stroom moniter.

• Goptimaliseerde en milieuvriendelike struktuur: Die ontwerp maak gebruik van geklassifiseerde isolasie om die diëlektriese sterkte te verhoog. Dataoorsending tussen die beheer- en uitvoereenhede gebruik spanningisolering, wat olievrye seinsoorbreding moontlik maak. Al die spanning- en stroomsensore is intern geïntegreer, wat die behoefte aan eksterne potensiaal- of stroomtransformateurs elimineer—dit verhoog betroubaarheid, stabiliteit en maklikheid van installasie.

• Intelligente spanningsregulering: Dit meet outomaties tap posisies gebaseer op gebruiker-gedefinieerde drempels en self-korrigeer onakkurate instellings om stabiele roosterbedryf te verseker.
  Vry van onderhoud tap veranderder bedryf: Deur die regulerende transformator in reeks met reaktiewe kompensasiekondensators te verbind, bly kortsluitstrome tydens spanningsaanpassing laag, wat operasionele impak minimeer.

• Intelligente beskerming: Kontinue monitering van lynlast en transformateur temperatuur; uitstyg outomaties uit regulasiemodus wanneer anomalië gedetekteer word en herneem operasie wanneer toestande normaliseer.

• Real-time data logging: Die beheereenheid rekord akkuraat spanning, stroom en die aantal tap veranderinge voor en ná elke regulasiegebeurtenis.

• Effektiewe draadlose kommunikasie: Ter plaatse data kan direk gelees word, en regulasieparameters (bv. tydintervalle, spanningdrempels) kan afstandelik aangepas word—wat bedryf vereenvoudig.

• Gegee sy hoë koste-effektiwiteit, betroubaarheid en veiligheid, is die intelligente kragspanningsregulerder geskik vir wydverspreide inrigging in landelike kragnette, wat aansienlik tot die verminder van spanningsafwykings bydra.

2. Toepassing van PLC Beheertechnologie in die Hardewareontwerp van die Intelligente Kragspanningsregulerder

Gebaseer op die funksionele vereistes en tegniese spesifikasies van die intelligente kragspanningsregulerder, word sy hardewareargitektuur in Figuur 1 geïllustreer.

2.1 Inrigting van die Mikrokontroleur Basiese Sisteem

Die mikrokontroleur basiese sisteem neem hoofsaaklik 'n industriële persoonlike rekenaar (IPC) aan, wat gebruik maak van 'n CPU kaart model genaamd All2In2One met 256MB geheue, met twee seriële en een parallelle interface. Daarbenewens gebruik dit 'n PCI2S3-verenigbare grafiese versnelling chip, met die grafiese kaart grootte wat varieer van 1 tot 2MB. Om sisteembetroubaarheid te verhoog, word lae-stroomkomponente aangewend om stroomverbruik te verminder.

2.2 Konfigurasie van Invoerkanale

Tydens die inrigting van invoerkanale, word invoersignale geïdentifiseer as sekondêre signalen van spanning- en stroomtransformateurs. Hierdie signal word voorberei voordat hulle via ADC vir invoer in die MCU omgeskakel word. Die signaalvoorberaadingskring bestaan hoofsaaklik uit stroom- en spanningtransformateurs saam met 'n drie-trap operasionele versterker. Stroom- en spanningtransformateurs skakel effektief hoë spannings en strome om na kleiner een met hoë presisie en goeie lineêrheid. Die drie-trap opamp versterk hierdie omgeskakelde en gerectifiseerde signal.

2.3 Konfigurasie van PLC Beheereenheid

Vir hierdie intelligente kragspanningsregelaar is 'n Panasonic reeks FP1 PLC gekies, wat 'n programkapasiteit van tot 5000 stappe bied, eenvoudige bedieningsopdragte en omvattende funksionaliteit. Dit maak ook gebruik van RS485 verdraaide parekabels, wat 'n oordraadkoers van 100bps bereik en die netwerking van tot 32 PLC's binne 'n afstand van 1200 meter moontlik. Hierdie PLC model het uitstekende moniteringvermoëns, in staat om trappediagramme en dinamiese tydsberekening in real-time te moniteer om gladde spanningsregulering te verseker.

2.4 Konfigurasie van Uitvoerkanale

Uitvoerkanale maak gebruik van logiese uitvoermetodes. Om stabiele spanningsregulering deur minimale skakelspanning en oorgangstroom te bereik, word nulpunttriggering vereis, tesame met die instelling van kontaklose elektroniese swaarvoute.

3. Toepassing van PLC Beheertechnologie in die sagtewareontwerp van 'n intelligente kragspanningsregelaar

3.1 Spesifieke Operasieproses van die Program

Na opknoping en aktivering van die intelligente kragspanningsregelaar, moet inisialisering- en selftoetsprosedures uitgevoer word. Indien die selftoets suksesvol is, bepaal dit of die toestel in operasie- of konfigurasie-modus is. In konfigurasie-modus kan parameters met behulp van 'n toetsbord ingestel word deur die opsiesmenu in te gaan, spesifieke instellings te kies, en waardes met op-/af-knoppies aan te pas. In operasie-modus vind monstersname en digitale filtering plaas, gevolg deur die keuse van geskikte spanningsreguleringmetodes:

• Outomatiese Regulering: Voer ooreenkomstige programme uit om te bepaal of die spanning binne die gespesifiseerde raamwerk val. As dit die geval is, is geen aanpassing nodig nie; andersins word aanpassings gemaak om die spanning terug binne grense te bring.

• Handmatige Regulering: Handmatige bewerkings deur middel van paneelknoppies pas spanningvlakke aan. Nadat die spanningaanpassings voltooi is, wys vertoningsprogramme transformator sekondêre spanning- en stroomwaardes, sowel as daaglikse regelaaraksies, om kontinue operasie te verseker.

3.2 Spesifieke Algoritme vir Programbeheer

Om gebruikersvereistes vir spanningsoorskryding te bevredig, is effektiewe toepassing van beheeralgoritmes noodsaaklik. Dit behels die berekening van waardes onafhanklik van monsterpunte van diskrete datastelle deur wiskundige operasies, vergelyking met ontwerpspesifikasies, en uitvoering van logikaoperasies vir tapveranderingsaanpassings. Die berekeningsformules vir stroom-, spanning- en aktiewe kragmeting is as volg:

(Nota: Die spesifieke formules vir stroom-, spanning- en aktiewe kragmeting is nie in u teks verskaf nie, maar behels tipies standaardelektroriese berekeninge soos Ohm se wet, kragfaktor-berekeninge, ens.)

Hierdie beskrywings gee 'n gedetailleerde verduideliking van hoe die intelligente kragspanningsregelaar funksioneer, sy hardwerkkonfigurasie, en die sagtewareprosesse betrokke by die handhaving van optimale spanningsregulering.

In die formules verteenwoordig i(k) en u(k) onderskeidelik die k-de stroommonsterwaarde en spanningmonsterwaarde. Op grond daarvan kan ander groothede soos Q en cosφ afgelei en bereken word.

4. Gevolgtrekking

Deur die toetsing van die intelligente kragspanningsregelaar, vind hierdie artikel dat die toestel doeltreffend die spanning in 'n kort tyd kan aanpas, probleme soos golwe en kortsluitings kan vermy, die stabiliteit van spanningsregulering kan verseker, en 'n relatief ideaal spanningsreguleringsresultaat kan bereik. Dit kan gesien word dat die toepassing van PLC-beheertechnologie in die intelligente kragspanningsregelaar doeltreffend outomatiese opsporing en regulering van spanning kan verwezenlik, die spoed van spanningsregulering kan versnel, en die werklike operasie relatief eenvoudig is. Bovendien kom daar geen golwe voor tydens spanningaanpassing nie, en die bo-rekenaar kan verskeie werksstates van die toestel in real-time moniteer, wat 'n groot rol speel in die transformasie en bestuur van transformatories en distribusiestations.