PLC kontrolēšanas tehnoloģijas lietojuma analīze intelģentos elektroenerģijas sprieguma regultoros

Novērtējot elektroenerģijas kvalitāti, spriegums ir kritiskais ietekmējošais faktors. Sprieguma kvalitāti parasti novērtē, mērīt sprieguma novirzi, fluktuāciju, formu deformāciju un trīs fāžu simetriju—ar sprieguma novirzi kā svarīgāko rādītāju. Lai nodrošinātu augstu sprieguma kvalitāti, vispārīgi tiek prasīta sprieguma regulēšana. Pašlaik visizplatītākā un efektīvākā metode sprieguma regulēšanai ietver enerģijas pārveidotāju šķērsnes maiņa.

Šajā darbā galvenokārt tiek integrētas PLC un mikrodatoru tehnoloģijas, lai izstrādātu un analizētu intelektuālo elektrosprieguma regultoru, sasniedzot ātru sprieguma regulēšanu, izvairot pagaidu sprieguma pieaugumu regulēšanas procesā.

1. Darbības princips un galvenās iezīmes intelektuālā elektrosprieguma regulta

1.1 Galvenais darbības princips

Intelektuālais elektrosprieguma regultors sastāv no galvenā bloka un palīgblokus. Galvenais bloks ietver primārus un sekundārus kondensatorus kopā ar regulēšanas transformatoru, kas ļauj gan reaktivās jaudas kompensāciju, gan automātisku sprieguma regulēšanu.

Palīgblokus veido viens intelektuāls kontrolēšanas bloks un trīs izpildes regulēšanas bloki. Intelektuālais kontrolēšanas bloks ģenerē un nosūta kontrolēšanas komandas, ko izpildes bloki saņem bezvadu, lai nodrošinātu reāllaika sprieguma regulēšanu piegādes līnijā.

Kā galvenais komponents intelektuālais kontrolēšanas bloks nosaka ierīces automatizācijas līmeni, intelektuālumu un regulēšanas precizitāti. Tas precīzi uzrauga piederošo līnijas spriegumu, ģenerē atbilstošas komandas un tos nosūta šķērsnes maiņas kontroles modulim, lai uzturētu līnijas spriegumu mērķa vērtībā. Tā galvenās funkcijas ietver:

• Reāllaika piederošā līnijas sprieguma uzraudzība un regulēšana—nekavējoties koriģējot jebkuras novirzes;

• Izvades slodzes strāvas reāllaika uzraudzība un regulēšana;

• Aizsardzības funkcijas pret zemu spriegumu, pārstrāvu un pārsildīšanos.

1.2 Galvenās iezīmes

Intelektuālais elektrosprieguma regultors piedāvā šādas priekšrocības:

• Dubultā funkcionalitāte: Tas vienlaikus nodrošina reaktivās jaudas kompensāciju un sprieguma regulēšanu. Sprieguma regulēšanas laikā tā arī daļēji kompensē tīkla reaktivās jaudas, uzlabojot jaudas koeficientu, novēršot līniju bojājumus, palielinot tīkla slodzes spēju un nodrošinot sprieguma kvalitāti. Tāpat tā var uzraudzīt trīs fāžu spriegumu un strāvu.

• Optimizēta un videi draudzīga struktūra: Dizains izmanto grādveida izolāciju, lai palielinātu dielektrisko stiprumu. Kontrolēšanas un izpildes bloku starpā datu pārraide notiek, izmantojot sprieguma izolāciju, kas ļauj signālu pārraidīšanu bez eļļas. Visi sprieguma un strāvas sensori ir integrēti iekšēji, nepieciešamība no ārpuses potenciālu vai strāvas transformatoriem tika atcelta—uzlabojot uzticamību, stabilitāti un instalācijas vieglumu.

• Intelektuāla sprieguma regulēšana: Tā automātiski mēra šķērsnes pozīcijas, balstoties uz lietotāja definētajām robežvērtībām, un paša labo neprecīzas iestatījumus, lai nodrošinātu stabilu tīkla darbību.
  Bez uzturēšanas šķērsnes maiņas: Savienojot regulēšanas transformatoru ar reaktivās kompensācijas kondensatoriem, sprieguma regulēšanas laikā īslaicīgās strāvas paliek zemas, samazinot operatīvo ietekmi.

• Intelektuāla aizsardzība: Nepārtraukti uzrauga līnijas slodzi un transformatora temperatūru; automātiski iziet no regulēšanas režīma, detektējot anomalijas, un atsāk darbību, kad stāvoklis normalizējas.

• Reāllaika datu ieraksts: Kontrolēšanas bloks precīzi ieraksta spriegumu, strāvu un šķērsnes maiņas skaitu pirms un pēc katra regulēšanas notikuma.

• Efektīva bezvadu komunikācija: Vietējos datus var nolasīt tieši, un regulēšanas parametri (piemēram, laika intervāli, sprieguma robežvērtības) var tikt pielāgoti attālināti—vieglākot darbību.

• Tā kā tā ir augsta rentabilitāte, uzticamība un drošība, intelektuālais elektrosprieguma regultors ir piemērots plašai izmantošanai lauku elektrotīklos, būtiski samazinot sprieguma novirzes problēmas.

2. PLC kontrolēšanas tehnoloģijas izmantošana intelektuālā elektrosprieguma regulta aparātūras dizainā

Pamatojoties uz intelektuālā elektrosprieguma regulta funkcionalitātes prasībām un tehniskajām specifikācijām, tā aparātūras arhitektūra ir attēlotā Figūrā 1.

2.1 Mikrodatora pamatsistēmas izveide

Mikrodatora pamatsistēma galvenokārt izmanto rūpniecisku personāldatoru (IPC), izmantojot CPU karti modelis All2In2One ar 256MB atmiņu, ar diviem seriālajiem un vienu paralēlo interfeisu. Tā pat izmanto PCI2S3-saderīgu grafikas paātrināšanas čipu, ar grafikas kartes izmēru no 1 līdz 2MB. Lai palielinātu sistēmas uzticamību, tiek izmantoti zema patēriņa komponenti, lai samazinātu strāvas patēriņu.

2.2 Ievades kanālu konfigurācija

Ievades kanālu izveidē ievades signāli tiek identificēti kā otrās sekundārās signāli no sprieguma un strāvas transformatoriem. Šie signāli tiek apstrādāti pirms to konvertēšanas ADC, lai tos ievadītu MCU. Signālu apstrādes shēma galvenokārt sastāv no strāvas un sprieguma transformatoriem kopā ar trīsstadijam operāciju pastiprinātāju. Strāvas un sprieguma transformatori efektīvi konvertē augstus spriegumus un strāvas uz mazākiem, ar augstu precizitāti un labu lineāritāti. Trīsstadijs pastiprinātājs pastiprina šos konvertētos un rektilāgos signālus.

2.3 PLC kontroliētāja konfigurācija

Šai intelektuālajai elektroenerģijas sprieguma regultoram ir izvēlēts Panasonic FP1 serijas PLC, kas piedāvā līdz 5000 soļu programmas kapacitāti, vienkāršas darbības komandas un visaptverošas funkcionalitātes. Tā izmanto arī RS485 savietojumu, sasniedzot pārraides ātrumu 100 bps un ļaujot tīklot līdz 32 PLC ierīcēm robežās 1200 metriem. Šis PLC modelis piedāvā lieliskas monitorēšanas iespējas, spējot reāllaikā monitorēt stabiņattēlus un dinamisku laiku, lai nodrošinātu vienmērīgu sprieguma reglamentāciju.

2.4 Izvades kanālu konfigurācija

Izvades kanāli izmanto loģiskus izvadiņu metodes. Lai sasniegtu stabilu sprieguma reglamentāciju, izmantojot minimālo sprieguma mainīšanu un krustceļu strāvu, ir nepieciešama nulles punkta aktivizēšana, kā arī nekontaktno elektronisko slēdžu ieviešana.

3. PLC kontroles tehnoloģijas pielietojums intelektuālā elektroenerģijas sprieguma regultora programmatūras dizainā

3.1 Programmas konkrēta darbības gaita

Pēc uzslegšanas un intelektuālā elektroenerģijas sprieguma regultora inicializācijas jāveic inicializācijas un paškontroles procedūras. Pēc veiksmīgas paškontroles, tā nosaka, vai ierīce atrodas darbības režīmā vai konfigurācijas režīmā. Konfigurācijas režīmā, parametri var tikt iestatīti, izmantojot klaviaturu, ieiet uz iestatījumu izvēlni, izvēloties konkrētus iestatījumus un pielāgojot vērtības, izmantojot augšanas/leju rādītājus. Darbības režīmā notiek mērīšana un digitālais filtrēšana, pēc tam tiek izvēlētas atbilstošas sprieguma reglamentācijas metodes:

• Automātiska reglamentācija: Izpilda atbilstošas programmas, lai novērtētu, vai spriegums atrodas norādītajā diapazonā. Ja tā, tad nav nepieciešamas labojumi; citādi, tiek veikti labojumi, lai atgrieztu spriegumu robežās.

• Manuālā reglamentācija: Manuālas darbības, izmantojot paneļa pogas, labo sprieguma līmenis. Pēc sprieguma labošanas, displeja programmas parāda transformatora sekundārā sprieguma un strāvas vērtības, kā arī ikdienas regultora darbības, nodrošinot nepārtrauktu darbību.

3.2 Programmas kontroles konkrēta algoritma

Lai apmierinātu lietotāju prasības par sprieguma novirzi, ir būtiski efektīvi izmantot kontrolēšanas algoritmus. Tas ietver matemātisko operāciju palīdzībā aprēķināto vērtību, kas neatkarīgas no diskretiem datu kopumiem, salīdzināšanu ar projekta specifikācijām un loģikas operācijas, lai veiktu tap changer labojumus. Strāvas, sprieguma un aktīvā enerģijas mērīšanas aprēķinu formulas ir šādas:

(Piezīme: Konkrētas formulas strāvas, sprieguma un aktīvā enerģijas mērīšanai nav sniegtas jūsu tekstā, bet parasti tās ietver standarta elektrotehnikas aprēķinus, piemēram, Ohma likumu, jaudas faktora aprēķinus utt.)

Šie apraksti sniedz detalizētu paskaidrojumu, kā darbojas intelektuālais elektroenerģijas sprieguma regultors, tā aparātu konfigurācija un programmatūras procesi, kas saistīti ar optimāla sprieguma reglamentācijas uzturēšanu.

Formulās i(k) un u(k) attiecīgi pārstāv k-to strāvas mērījumu un sprieguma mērījumu. Pa to var izvirzīt un aprēķināt citas daudzumus, piemēram, Q un cosφ.

4. Secinājumi

Pārbaudot intelektuālo elektroenerģijas sprieguma regultoru, šis raksts atklāja, ka ierīce spēj efektīvi regulēt spriegumu īsā laikā, izvairotos problēmas, piemēram, impulsus un īsās saites, nodrošinot sprieguma reglamentācijas stabilitāti un sasniedzot relatīvi ideālu sprieguma reglamentācijas efektu. Redzams, ka PLC kontroles tehnoloģijas lietošana intelektuālajā elektroenerģijas sprieguma regultorā var efektīvi realizēt automātisko detektāciju un reglamentāciju, paātrināt sprieguma reglamentācijas ātrumu, un patiešām, operācija ir salīdzinoši vienkārša. Turklāt, sprieguma reglamentācijas laikā neizraisa impulsu, un augstākā dators var reāllaikā monitorēt dažādus ierīces darbības stāvokļus, kas spēlē lielu lomu transformatoru un sadalīšanas staciju modernizācijā un pārvaldībā.