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摘要：简要概括了智能电力调压器的主要工作原理和特点，分析了PLC控制技术在智能电力调压器硬件以及软件设计中的运用情况。在智能电力调压器中通过应用PLC控制技术能够自动检测和调节电压，提高了调压速度，简化了操作，而且在电压调整的过程中并不会出现冲击现象，上位机发挥了实时监控功能，极大地促进了变配电站的改造和管理。
关键词：智能电力调压器；PLC控制技术；运用情况
作者简介：陈瑞芝（1984-），女，广东澄海人，广东省国防科技高级技工学校，助理讲师，技师。（广东 广州 510515）
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）20-0205-02
在对电能质量进行衡量时，电压是对其产生影响的一个重要指标，而在对电压进行衡量的过程中，则需要通过对电压的偏差、波动、波形以及三相对称性等进行衡量，其中最重要的一个衡量指标则为电压偏差。为了确保电压的质量，一般情况下会适当的调节电压。而目前使用最多也是最有效的一种调节电压的方法则为对电力变压器分接开关进行调整。本文主要结合采用PLC与微机技术，通过设计并分析智能电力调压器，最终实现了快速对电压进行调节的目的，并在调节过程中避免了冲击现象。
一、智能电力调压器的主要工作原理和特点
1.主要工作原理
智能电力调压器主要包括主机部分和辅机部分。其中主机的主要构成部分包括主、副电容以及调压变压器，实现了智能电力调压器能够进行无功补偿并自动调整电压的目的。[1]辅机部分的主要构成部分包括智能控制单元（1个）和执行调整单元（3个）。其中智能控制单元主要功能是发送控制指令，由执行调整单元通过无线的方式接收指令，最终实现对线路电压进行实时调整的目的。而由于智能电力调压器的核心组成部分为智能控制单元，因此装置的自动化水平、智能化水平以及调节电压过程中精度大小等都取决于该部分。智能控制单元需要对馈线电压进行精确检测，然后生成指令并将指令传送到控制单元调节分接开关处，以确保馈线电压能够达到设计规定值。智能控制单元的主要作用包括以下几方面：一是对馈线电压进行实时的监测和控制，一旦线路电压发生偏离现象，需要及时将其调整到预定值；二是对线路输出负荷电流进行实时的监测和控制；三是在发生欠压问题、过流现象以及超温问题时要求其能够发挥良好的保护作用。
2.主要特点
智能电力调压器主要包括下述几个特点：
（1）具有一机双功能的特点。该装置不仅可以实现无功补偿，还可以对电压进行调整。而在对电压调整的过程中，也可以在一定程度上补偿电网无功，进一步提高了功率因数，防止了线路损坏。另外，智能电力调压器在提高电网的负载能力方面也起着重要作用，可以确保供电的电压质量；该装置还具有监测电网三相电压以及电流的重要功能。
（2）智能电力调压器的结构组成更加合理，在大量节约能源的同时起到了一定的环保效果。结构合理主要是因为其采用了分级绝缘，提高了装置的耐压等级；而智能控制单元在和执行调整单元进行数据传输的过程中则通过采用电压隔离的措施，实现了无油化传递；另外，电压以及电流等测量元件全部都安装在了该装置的內部，不再需要设置电压互感器以及电流互感器等，提高了装置运行的稳定性和可靠性，而且在安装的过程中操作也较为简单。[2]
（3）智能电力调压器实现了对电压的智能化调整，可以按照用户设定的门限对分接开关的档位进行自动测量，检测出档位不准确的情况可以自动调整，进一步确保了电网的稳定运行。
（4）在运行过程中不需要再继续维护调压开关。这主要是因为将调压变压器和无功补偿电容器串联在了一起，在调整电压时如果发生短路问题，电流的数值不会很大，对运行造成的影响较小。
（5）具有装置保护智能化的特点。能够对线路负荷情况以及变压器温度的实际变化情况进行实时检测，一旦发现异常现象可以自动退出调压状态，在装置恢复正常以后再自动投入运行。
（6）具有实时测量以及记录功能。每次调压的前后，智能控制单元都能够对线路的电压、电流以及电压调整的次数等各项参数信息进行准确记录。
（7）数据传输具有高效性。该装置具有无线通讯结构，能够在设备运行现场对运行数据进行现场抄读，并随时对调压的间隔时间以及门限等进行调节，操作更加简单便捷。由此可见，智能电力调压器由于性价比高、可靠性良好、安全性较高等优点，将会广泛的应用于农村电网中，进一步减少了农村电压发生的电压偏差问题。
二、PLC控制技术在智能电力调压器硬件设计过程中的运用情况
根据智能电力调压器具有的各项功能以及各种参数指标，可以得到其硬件结构如图1所示。
1.微控制器基本系统的设置
微控制器基本系统主要采用了工业控制机（IPC），选择了型号为All2In2One的CPU卡，该卡的内存为256MB，而且是两串一并接口，另外还使用了PCI2S3兼容的图形加速芯片，显卡的大小在1～2MB之间。此外，为了提高系统运行的可靠性，采用了低功耗器件，降低了电流值。
2.输入通道的设置
在设置输入通道的过程中，将输入信号确定为电压以及电流互感器的二次信号，经过信号调理之后需要将其进行转换，通过ADC送入到微控制器MCU。其中信号条例电路主要选择了电流、电压互感器以及三级运放。其中电流、电压互感器可以把较大的电压和电流有效的转换为小电压、小电流，而且转换精确度较高，具有良好的线性；而三级运放则能够放大电流和电压的转换以及整流。
3.PLC控制单元的设置
在该智能电力调压器的硬件设置过程中，主要选择了型号为松下系列FP1的PLC，其程序的总容量能够达到5000步，操作指令较为简单，各项功能较为齐全，而且还使用了RS2485双绞线，实际传输速率能够达到100b/s，最多可以在1200m的范围内将32台PLC全部联网，并利用上位机对其进行实时监控。另外，该型号的PLC具有非常优越的监控能力，能够对梯形图以及动态时序等进行实时监控，以确保调压监控能够顺利完成。 4.输出通道的设置
输出通道主要采用了逻辑输出的方法，而且为了通过最小切换电压以及交越电流来实现稳步调压的目的，要求过零触发，同时设置了无触电电子开关。
三、PLC控制技术在智能电力调压器软件设计过程中的运用情况
1.程序的具体运行过程
在智能电力调压器接通电源并开始运行之后，需要做好初始化以及自检工作，通过自检后要准确判断智能电力调压器处于运行状态还是设定状态。如果处于设定状态，则可以利用键盘来设定相关的参数，点击进入键，选中设定菜单，选择需要对设定参数进行改变的具体位置，然后利用上键以及下键来调整数值。[3]而如果处于运行状态，则需要开展采样工作，对数字进行滤波和处理，之后选择合理的调压方式：
（1）如果处于自动调压的位置，要通过执行相应的程序对电压是否在规定范围内进行判断。如果在规定范围内，则电压满足装置的运行要求，不需要调压直接可以进入显示程序。如果电压超出了上限范围应该适当降压；如果在下限范围以外则应该升压，然后将实际调压档数计算出来，对变压器分接头所在的位置进行相应调整，最终完成电压的调整工作。
（2）如果处于手动调压位置，需要对面板按钮进行手动操作，实现电压升降的目的。在完成调压工作之后进入显示程序，能够将变压器二次测得的电压值、电流值以及当日调压器的动作次数等实时显示出来，以确保调压器能够保持连续不断的运行。
2.程序控制的具体算法
四、结语
本文通过对智能电力调压器进行试验，发现该装置都能够在短时间内有效的对电压进行调节，避免了冲击以及短路等问题，确保了电压调节的平稳性，达到了较为理想的调压效果。由此可見，在智能电力调压器中通过应用PLC控制技术，能够有效的实现对电压自动检测和调节的目的，加快了调压速度，实际操作较为简单，并且电压调整不会发生冲击问题，上位机能够对装置的各种工作状态进行实时监控，在变配电站改造以及管理方面发挥了极大的作用。
参考文献：
[1]刘介才.工厂供电[M].第4版.北京：机械工业出版社，2004.
[2]南京工学院.电力系统[M].北京：电力工业出版社，1998.
[3]林明星.电器控制及可编程序控制器[M].北京：机械工业出版社，2004.
[4]廖常初.PLC编程与应用[M].北京：机械工业出版社，2004.
（责任编辑：孙晴）
关键词：智能电力调压器；PLC控制技术；运用情况
作者简介：陈瑞芝（1984-），女，广东澄海人，广东省国防科技高级技工学校，助理讲师，技师。（广东 广州 510515）
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）20-0205-02
在对电能质量进行衡量时，电压是对其产生影响的一个重要指标，而在对电压进行衡量的过程中，则需要通过对电压的偏差、波动、波形以及三相对称性等进行衡量，其中最重要的一个衡量指标则为电压偏差。为了确保电压的质量，一般情况下会适当的调节电压。而目前使用最多也是最有效的一种调节电压的方法则为对电力变压器分接开关进行调整。本文主要结合采用PLC与微机技术，通过设计并分析智能电力调压器，最终实现了快速对电压进行调节的目的，并在调节过程中避免了冲击现象。
一、智能电力调压器的主要工作原理和特点
1.主要工作原理
智能电力调压器主要包括主机部分和辅机部分。其中主机的主要构成部分包括主、副电容以及调压变压器，实现了智能电力调压器能够进行无功补偿并自动调整电压的目的。[1]辅机部分的主要构成部分包括智能控制单元（1个）和执行调整单元（3个）。其中智能控制单元主要功能是发送控制指令，由执行调整单元通过无线的方式接收指令，最终实现对线路电压进行实时调整的目的。而由于智能电力调压器的核心组成部分为智能控制单元，因此装置的自动化水平、智能化水平以及调节电压过程中精度大小等都取决于该部分。智能控制单元需要对馈线电压进行精确检测，然后生成指令并将指令传送到控制单元调节分接开关处，以确保馈线电压能够达到设计规定值。智能控制单元的主要作用包括以下几方面：一是对馈线电压进行实时的监测和控制，一旦线路电压发生偏离现象，需要及时将其调整到预定值；二是对线路输出负荷电流进行实时的监测和控制；三是在发生欠压问题、过流现象以及超温问题时要求其能够发挥良好的保护作用。
2.主要特点
智能电力调压器主要包括下述几个特点：
（1）具有一机双功能的特点。该装置不仅可以实现无功补偿，还可以对电压进行调整。而在对电压调整的过程中，也可以在一定程度上补偿电网无功，进一步提高了功率因数，防止了线路损坏。另外，智能电力调压器在提高电网的负载能力方面也起着重要作用，可以确保供电的电压质量；该装置还具有监测电网三相电压以及电流的重要功能。
（2）智能电力调压器的结构组成更加合理，在大量节约能源的同时起到了一定的环保效果。结构合理主要是因为其采用了分级绝缘，提高了装置的耐压等级；而智能控制单元在和执行调整单元进行数据传输的过程中则通过采用电压隔离的措施，实现了无油化传递；另外，电压以及电流等测量元件全部都安装在了该装置的內部，不再需要设置电压互感器以及电流互感器等，提高了装置运行的稳定性和可靠性，而且在安装的过程中操作也较为简单。[2]
（3）智能电力调压器实现了对电压的智能化调整，可以按照用户设定的门限对分接开关的档位进行自动测量，检测出档位不准确的情况可以自动调整，进一步确保了电网的稳定运行。
（4）在运行过程中不需要再继续维护调压开关。这主要是因为将调压变压器和无功补偿电容器串联在了一起，在调整电压时如果发生短路问题，电流的数值不会很大，对运行造成的影响较小。
（5）具有装置保护智能化的特点。能够对线路负荷情况以及变压器温度的实际变化情况进行实时检测，一旦发现异常现象可以自动退出调压状态，在装置恢复正常以后再自动投入运行。
（6）具有实时测量以及记录功能。每次调压的前后，智能控制单元都能够对线路的电压、电流以及电压调整的次数等各项参数信息进行准确记录。
（7）数据传输具有高效性。该装置具有无线通讯结构，能够在设备运行现场对运行数据进行现场抄读，并随时对调压的间隔时间以及门限等进行调节，操作更加简单便捷。由此可见，智能电力调压器由于性价比高、可靠性良好、安全性较高等优点，将会广泛的应用于农村电网中，进一步减少了农村电压发生的电压偏差问题。
二、PLC控制技术在智能电力调压器硬件设计过程中的运用情况
根据智能电力调压器具有的各项功能以及各种参数指标，可以得到其硬件结构如图1所示。
1.微控制器基本系统的设置
微控制器基本系统主要采用了工业控制机（IPC），选择了型号为All2In2One的CPU卡，该卡的内存为256MB，而且是两串一并接口，另外还使用了PCI2S3兼容的图形加速芯片，显卡的大小在1～2MB之间。此外，为了提高系统运行的可靠性，采用了低功耗器件，降低了电流值。
2.输入通道的设置
在设置输入通道的过程中，将输入信号确定为电压以及电流互感器的二次信号，经过信号调理之后需要将其进行转换，通过ADC送入到微控制器MCU。其中信号条例电路主要选择了电流、电压互感器以及三级运放。其中电流、电压互感器可以把较大的电压和电流有效的转换为小电压、小电流，而且转换精确度较高，具有良好的线性；而三级运放则能够放大电流和电压的转换以及整流。
3.PLC控制单元的设置
在该智能电力调压器的硬件设置过程中，主要选择了型号为松下系列FP1的PLC，其程序的总容量能够达到5000步，操作指令较为简单，各项功能较为齐全，而且还使用了RS2485双绞线，实际传输速率能够达到100b/s，最多可以在1200m的范围内将32台PLC全部联网，并利用上位机对其进行实时监控。另外，该型号的PLC具有非常优越的监控能力，能够对梯形图以及动态时序等进行实时监控，以确保调压监控能够顺利完成。 4.输出通道的设置
输出通道主要采用了逻辑输出的方法，而且为了通过最小切换电压以及交越电流来实现稳步调压的目的，要求过零触发，同时设置了无触电电子开关。
三、PLC控制技术在智能电力调压器软件设计过程中的运用情况
1.程序的具体运行过程
在智能电力调压器接通电源并开始运行之后，需要做好初始化以及自检工作，通过自检后要准确判断智能电力调压器处于运行状态还是设定状态。如果处于设定状态，则可以利用键盘来设定相关的参数，点击进入键，选中设定菜单，选择需要对设定参数进行改变的具体位置，然后利用上键以及下键来调整数值。[3]而如果处于运行状态，则需要开展采样工作，对数字进行滤波和处理，之后选择合理的调压方式：
（1）如果处于自动调压的位置，要通过执行相应的程序对电压是否在规定范围内进行判断。如果在规定范围内，则电压满足装置的运行要求，不需要调压直接可以进入显示程序。如果电压超出了上限范围应该适当降压；如果在下限范围以外则应该升压，然后将实际调压档数计算出来，对变压器分接头所在的位置进行相应调整，最终完成电压的调整工作。
（2）如果处于手动调压位置，需要对面板按钮进行手动操作，实现电压升降的目的。在完成调压工作之后进入显示程序，能够将变压器二次测得的电压值、电流值以及当日调压器的动作次数等实时显示出来，以确保调压器能够保持连续不断的运行。
2.程序控制的具体算法
四、结语
本文通过对智能电力调压器进行试验，发现该装置都能够在短时间内有效的对电压进行调节，避免了冲击以及短路等问题，确保了电压调节的平稳性，达到了较为理想的调压效果。由此可見，在智能电力调压器中通过应用PLC控制技术，能够有效的实现对电压自动检测和调节的目的，加快了调压速度，实际操作较为简单，并且电压调整不会发生冲击问题，上位机能够对装置的各种工作状态进行实时监控，在变配电站改造以及管理方面发挥了极大的作用。
参考文献：
[1]刘介才.工厂供电[M].第4版.北京：机械工业出版社，2004.
[2]南京工学院.电力系统[M].北京：电力工业出版社，1998.
[3]林明星.电器控制及可编程序控制器[M].北京：机械工业出版社，2004.
[4]廖常初.PLC编程与应用[M].北京：机械工业出版社，2004.
（责任编辑：孙晴）