自动跟踪补偿装置中的应用
关键词：消弧线圈；采样；增益调整；自动跟踪
Keywords:Petersencoil;sampling;plusadjust;automatictracking
0引言
随着我国6~35kV配电网迅速发展，基于各种调谐方式的消弧线圈自动跟踪补偿装置以其能自动跟踪系统电容电流的变化、限制和消除弧光接地过电压及谐振过电压、调节方便、无须停电、精度和动作成功率高等优点，在配电网中得到广泛应用。随着电力电子器件的快速发展，用晶闸管代替机械开关，实现了消弧线圈快速调谐。调容式消弧线圈就是其中之一。
与其他许多自动装置一样，模拟信号采样和通过数字信号控制外部设备，是调容式消弧线圈自动跟踪补偿装置中非常关键的两个部分，它们将直接影响到整个装置的调谐精度和响应速度。因此，保证采样的精确性和控制的快速灵活，是实现装置精确跟踪、快速补偿的重要前提。PCM-3718HG采样板将两者集成在一块电路板上，在装置的外设与CPU之间起到了很好的纽带作用，使装置自动跟踪补偿功能得以更加方便可靠的实现。本文结合调容式消弧线圈自动跟踪补偿装置介绍PCM-3718HG采样板在模拟信号采样以及通过数字信号输入输出控制监测硬件设备等方面的应用。
1.1装置结构与功能
调容式消弧线圈自动跟踪补偿装置由接地变压器、带二次绕组的消弧线圈和多组不同容量的并联电容器组及全数字化控制器组成，由接地变压器引出配电网中性点。调容式消弧线圈原理接线，如图1所示，消弧线圈二次绕组（L2）和多组不同容量的电容器组（C1、C2、C3、C4）并联，由晶闸管和接触器（T1、T2、T3、T4）控制电容器组投切，实现消弧线圈等值电抗的变化。若需要增大消弧线圈等值电感的调节范围或减小档位级差，只要增加相应容量的电容器组即可，扩展方便。控制器由机箱、嵌入式单板电脑（PCM-4825）、模拟信号采集板（PCM-3718HG）、模拟信号调理板、数字信号板、触发板和控制电源组成，PCM-3718HG采样板通过PC/104总线与主机连接。
电网正常运行时，消弧线圈运行在远离谐振点的最大过补偿状态，自动装置实时监测电网电容电流的变化。当电网发生单相接地时，启动故障中断服务程序，通过数字信号板送出预先确定的消弧线圈补偿档位所对应的触发字，导通相应的晶闸管,使消弧线圈自动补偿接地电容电流。程序实时跟踪电网状态，直到判断故障消除后，收回触发字，使消弧线圈恢复最大过补状态运行，退出故障中断服务程序。装置继续自动跟踪电容电流的变化。自动装置的工作框图如图2所示。从图中可以看出，PCM-3718HG采样板在CPU和外部电路设备之间起着重要的桥梁纽带作用。
由于发生单相接地故障后，弧光过电压上升很快，所以要求装置在正常运行时就计算出电网电容电流，确定消弧线圈的补偿档位。电网正常运行时的串联谐振等值回路，如图3所示。
ωC；U0为中性点位移电压。
当系统运行方式确定后，不平衡电压和阻尼率就确定了，此时中性点位移电压随消弧线圈电感值的改变而改变。利用这一原理，当判断电网运行方式改变后，装置自动改变两次消弧线圈电感值，采样得到三组中性点位移电压和电流（U01、I01、U02、I02、U03、I03），相应的消弧线圈感抗值为：
把三组中性点位移电压和其相应的消弧线圈感抗值，代入式（1），联立方程组即可求得三相对地总电容。则电网电容电流为：
式中:Uφ为相电压。此方法可以消除电网阻尼率对电容电流计算的影响，提高计算精度。根据得到的电容电流，确定当前电网发生单相接地故障时，消弧线圈的工作档位。
2.1模拟信号采集
根据电容电流测量计算和控制的需要，把上述六路模拟信号经模拟信号调理板滤波后，以差模方式接入PCM-3718HG采样板。PCM-3718HG提供了12位[1][2]下一页
