機器簡介
基本概念
無功補償控制器是無功補償裝置的核心部件，具有舉足輕重的地位，大部分無功補償裝置的生産廠家都是買來控制器然後自行裝配整機，具有設計制造控制器能力的廠家不多，能夠設計制造出性能優異的控制器的廠家更是鳳毛麟角。
現有的低端控制器都是以功率因數為依據進行控制的，這種控制器雖然價格低廉、性能很差，已屬于淘汰之列，因此這裡不做介紹。
現有的高端控制器都是以無功功率為依據進行控制的，但除此之外，往往将設計重點放在漢字顯示以及數據通訊等方面。其實要真正實現完美的無功補償控制是一件相當複雜的事情，實現完美的無功補償控制是無功補償控制器的主要功能，隻有在主要功能相當完善的情況下，才能考慮附加功能。
上美電智能電氣生産的JKWZ-200系列産品在業内具有較高的占有量，其産品性能穩定！
産品概述
JKWZ-200無功補償與配電監測控制器(以下簡稱控制器) ,具有無功補償、數據采集、通訊等功能，适用于交流50Hz、0.4kV低壓配電系統的監測及無功補償控制，以達到最大限度的節能降耗、提高電網質量的目的，該産品經過十多年的持續改進應用，有近萬隻的連續運行，産品穩定可靠。
1. 數以電壓、功率因數、無功功率等綜合判定條件投切電容，無投切振蕩，無投切呆區， 具有控制精度高，裝置補償效果好。
2. 多種投切模式，共補、分補、混合補償多達12路6種組合。
3. 支持短信模式，短信息和手機兼容，可以使用手機直接查看或設置參數。
4. 中文液晶顯示，界面友好。可分相分級對三相不平衡的配電系統無功進行精确補償。
5. 具有過壓、欠壓，并能故障閉鎖，保護補償裝置；控制器數據可通過485通訊上傳至主控室，便于管理。
6. 控制器對外聯系的部分均采用多種信号隔離措施---如電磁隔離、光電隔離等，以提高控制器的抗幹擾能力。
7. 自适應頻率算法，輸入信号在45-55Hz之間變化，均可實現正常數據采集功能。相位自動識别，接線簡單。
8. 器具有功耗低、安裝方便、匹配方式靈活多樣、适應多種運行環境等特點。
9. 路闆采用多層表面貼裝技術，減少了電路體積，減少發熱，提高了控制器的可靠性。
10. 控制器采用整體面闆、封閉機箱，強弱電嚴格分開，同時在軟件設計上也采取相應的抗幹擾措施，控制器的抗幹擾能力大大提高，對外的電磁輻射也滿足相關标準。
11. 在采樣回路中，選用高精度、高穩定的16位AD模數轉換器件,保證正常運行的高精度,避免因環境改變或長期運行而造成采樣誤差增大。
12. 自主開發，技術支持完善。
設計要求
測量精度方法
要實現精确的無功補償就必須對無功電流進行準确的測量。
因為電壓的變化範圍較小，因此對電壓的測量精度要求不高，通常有1%的測量精度就足夠了。通常的情況下，不測量電壓也可以實現很好的無功補償控制，對電壓的測量主要是為了實現過壓、欠壓、以及缺相等保護功能。
對電流的測量靈敏度要求要高一些。對于使用8位單片機的低檔控制器，測量靈敏度要達到1%以上。注意這裡強調的是“測量靈敏度”而不是“測量精度”， 1%的電流測量靈敏度即相當于可以區分1%的電流變化，例如電流互感器的一次電流為500A，則意味着可以區分從100A到105A的電流變化，并不要求100A的電流測量值絕對準确。對于使用DSP或32位單片機的高檔控制器，測量靈敏度要達到0.1%以上，否則就談不到高檔了。同樣的道理，測量的靈敏度要達到0.1%，意味着測量值應該有4位有效數字，但同樣并不要求絕對準确。對無功補償控制器要求0.1%的測量精度是不現實的，也沒有實際意義。但是控制器的測量值最好能在現場進行校正。
對功率因數測量的靈敏度最好要達到0.001。準确地說，應該是對相位差的測量要求，因為測量無功功率并不需要使用功率因數值。這裡要強調一點，對無功電流的計算應該使用Iq=I×sinφ的公式來進行計算，而sinφ的值應該根據相位差的值直接進行計算，不能使用sinφ=(1-cosφ2)1/2的公式計算，否則當相位差在0度附近時，cosφ的微小變化會導緻sinφ的很大變化，導緻sinφ的值誤差太大。例如cosφ=0.99時，對應的相位差是8.1度，對應的sinφ值為0.14，意味着0—0.14之間其他sinφ值檢測不到。
對相位差的測量要求達到整個-180—+180度範圍。有一些控制器具有電流互感器接反的自動識别功能，這種控制器以有功必須為正值來判斷互感器的正反，相當于-90—+90度範圍，這就可能以下的問題：
（1）當負荷處于發電狀态時會出現檢測錯誤。
（2）當負荷為純電感或純電容時，由于有功電流約等于零，可能會将電感誤判斷為電容或者将電容誤判斷為電感。而負荷為純電容的狀态經常會出現，例如負荷為單一大負荷而負荷停機時，無功補償電容器尚在運行，于是變壓器二次電流就變為純電容電流，如果将這個電流誤判為電感電流，控制器就會繼續投入電容器，直至将所有的電容器全部投入運行，造成嚴重的過補償現象。
顯示器的選擇
最常用的顯示器件就是LED數碼管，LED數碼管價格低廉、可靠性高。最好使用多位組合的LED數碼管，這樣可以大量減少線路闆連線并且減少焊接安裝工作量。
很多人比較熱衷于使用液晶顯示器，液晶顯示器可以顯示漢字，在有照明的情況下也比較省電，但是液晶顯示器的最大問題是低溫性能不好，通常在-10℃以下不能正常顯示。所以除非能夠确定控制器的使用環境溫度在-10℃以上，否則不要使用液晶顯示器。
參數設定功能
對于以無功電流或無功功率為依據進行控制的無功補償控制器，參數設定功能是必備的。
在控制器制造的時候，電容器的額定容量，電流互感器的變比等參數無法事先确定，隻能根據無功補償裝置的實際情況及現場情況進行設定，因此控制器必須具備參數設定功能。設定的參數應保證不會因掉電而丢失。
最直接的保存設定參數的方法就是使用EEPROM器件，如24C02等。有一些單片機具有片内EEPROM，這樣就可以減少外圍器件數量。還有一些單片機具有在應用編程功能，也就是說，可以在程序運行過程中修改片内FLASH程序存儲器的内容。對于這類單片機也可以将設定參數保存在FLASH程序存儲器中，不過在應用編程的程序設計比較複雜一些。
保護功能設計
電容器的過載無非是由于電壓過高或者是諧波過大而引起，因此在控制器中設計過電壓保護功能是必要的。在能力允許的情況下，應該在控制器中設計電壓諧波檢測功能，因為導緻電容器諧波過載的根本原因是電壓畸變，檢測電壓諧波就可以實現對電容器的諧波過載保護。有了過電壓保護和諧波過載保護則熱繼電器就可以取消。既節省了體積與成本又減少了故障點。
電容投入切除
電容器的投入與切除應該分步進行，不應在一步操作中同時投入或者切除多台電容器。否則過大的電流突變會對系統造成比較大的影響，也不利于實現精确的補償效果。
同時，對于安裝有不同規格電容器的補償裝置，電容器的投切應該盡量簡潔，以便盡量減少電容器的投切次數，并且可以最快的滿足補償要求。不應按最小步進台階一步一步遞增或遞減。
例如補償裝置中共有三種規格的電容器，分别為10Kvar、20Kvar、40Kvar，如果測量出所需要的無功補償量為40var以上，則應該直接投入一台40var的電容器。同樣的道理，當測量出多餘的無功補償量為30var以上，則應該直接切除一台40var的電容器。
輸出電路設計
通常控制器的輸出都是用于控制交流接觸器或複合開關，最常見的就是220V交流輸出。輸出的路數視要求而定，通常10路就可以了。
最常見的輸出元件是電磁繼電器，選用電磁繼電器的最重要的原則是繼電器銜鐵本身不能與接點有電連接，不少繼電器的銜鐵本身就是動接點的一部分，于是繼電器鐵芯帶電，當線圈絕緣出現問題時，強電就會竄入控制部分造成嚴重損壞。而對于銜鐵與接點沒有電連接的繼電器，則不會出現強電竄入控制部分的現象。
當電磁繼電器接點斷開時，由于接觸器線圈是大電感電流不能瞬變，會産生很高的電弧電壓，因此必須連接阻容吸收元件，否則會産生嚴重的幹擾。
輸出元件也可以使用電子繼電器，電子繼電器的内部是晶閘管，由于晶閘管可以電流過零關斷，因此不需要使用阻容吸收元件，并且驅動電壓電流都很小,比較容易實現控制。質量好的電子繼電器價格較高。質量不好的電子繼電器容易産生誤觸發，造成上電時接觸器抖動。
輸出電路也可以使用雙向晶閘管，這時晶閘管的驅動電路稍微複雜一些，但是成本很低,可靠性也可以做得很好。
功能特點
控制信号：采用功率因數及無功電流兩物理量進行綜合控制；
路數通用：投切路數由用戶選擇；
數據保存：失電後社頂參數不會丢失，數據永久保存；
适應性強：控制器自動适應不同參數的配電系統，無須提供電流互感器變比和補償電容器容量；
過壓保護：電網電壓超過過電壓設定值時，快速逐級切除已投入的電容器；
抗幹擾強：獨特的設計，運行中不會出現死機、亂投、亂切的現象；
投切震蕩：能防止小電流負荷及過壓臨界值出現的反複投切；
靈敏度高：補償器在輸入信号電流0.10A時便能正常工作；
顯示誤差：輸入信号電流0.10A到5A變化時測量顯示的功率因數值誤差都極小；
電流識别：控制器能判别取樣電流極性并自動轉化。
