SVR饋線自動(dòng)調(diào)壓器共有三部分構(gòu)成：三相自耦式變壓器 ,三相有載分接開(kāi)關(guān)和智能控制器。

　　自耦式變壓器整個(gè)線圈分為三部分：串勵(lì)線圈、并勵(lì)線圈，控制線圈。其中，串勵(lì)線圈是一個(gè)有多個(gè)抽頭的繞組，這些抽頭通過(guò)有載分接開(kāi)關(guān)的不同接點(diǎn)串聯(lián)在輸入輸出之間，改變分接位置,從而改變自耦變壓器變比，達(dá)到調(diào)整電壓的目的;三相并勵(lì)線圈為自耦變壓器的公共繞組，產(chǎn)生傳遞能量的磁場(chǎng); 控制線圈為控制器提供工作電源和采樣信號(hào)。

　　三相有載分接開(kāi)關(guān)是可在帶負(fù)載的情況下轉(zhuǎn)換接點(diǎn)的開(kāi)關(guān)。在自動(dòng)調(diào)壓器中，串聯(lián)繞組的抽頭接在分接開(kāi)關(guān)的不同接點(diǎn)上，可以通過(guò)轉(zhuǎn)換接點(diǎn)調(diào)節(jié)變壓器變比來(lái)改變其輸出電壓?？紤]分接開(kāi)關(guān)壽命和用戶(hù)調(diào)壓精度要求,一般常用的有載分接開(kāi)關(guān)的檔位為7、9檔兩種。

控制器是整個(gè)裝置的智能部分,它采集輸出的電壓信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較,然后發(fā)出指令控制有載分接開(kāi)關(guān),進(jìn)行調(diào)壓操作.

1.2. 自耦變壓器的容量分析

　　自耦變壓器是由三柱式鐵心，三相公共線圈，三相串聯(lián)線圈(調(diào)壓線圈)組成，采用分級(jí)絕緣，公共線圈在里側(cè)，串聯(lián)線圈在外側(cè)。其原理接線如圖(2)所示,X為自耦變壓器中性點(diǎn),接電源一側(cè)為一次側(cè)(端子 A 、X)輸出電能一側(cè)為二次側(cè)(端子a、X),A—a 稱(chēng)為串聯(lián)線圈匝數(shù)用 表示;a —X 稱(chēng)為公共線圈匝數(shù)，用 W2表示。

可知一次側(cè)與二次側(cè)變比為：

　　k=( W1+W2)/W2 = U1/U2 (1)

　　自耦變壓器由一次側(cè)傳輸?shù)蕉蝹?cè)的全部容量稱(chēng)為通過(guò)容量,當(dāng)忽略變壓器損耗時(shí)通過(guò)容量即為變壓器的額定容量(本文以后提到容量為通過(guò)容量 用S表示)。

　　S= U1L1 ≈ U2L2 =U2L1 + U2La (2)

　　(2)式中第一項(xiàng) 是由電源直接傳導(dǎo)到副邊的能量叫“傳導(dǎo)容量“以 表示，式中第二項(xiàng) 是由電磁感應(yīng)傳導(dǎo)到副邊的能量叫“電磁容量“以 表示，則 S= Saa + Sax (3)

　　由(1)(2)(3)可得出電磁容量：

　　Sax=(1-1/k)S ( 4 )

　　由(4)式可知通過(guò)容量中有(1-1/k)是由電磁感應(yīng)作用傳遞的，1/k部分是由直接電傳導(dǎo)作用而傳遞的。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)變壓器時(shí)，變壓器的結(jié)構(gòu)、尺寸、重量等主要是由電磁容量決定的所以常把自耦變壓器公共繞組的電磁容量叫做“制造容量“ “計(jì)算容量”或“結(jié)構(gòu)容量“

　　在一定通過(guò)容量下，自耦變壓器變比k越接近1直接傳導(dǎo)容量所占比重越大，電磁容量和結(jié)構(gòu)尺寸越小，經(jīng)濟(jì)效益越明顯，對(duì)于10KV饋線自動(dòng)調(diào)壓器來(lái)說(shuō)，調(diào)壓范圍為0~20%時(shí)，最大制造容量為 =(1-1/1.2)S=0.167S(即制造容量為0.167倍的通過(guò)容量)。因?yàn)橹圃烊萘亢苄?，與容量相同的電力變壓器進(jìn)行比較，自耦變壓器耗材少、體積小、損耗低、效率高。

2智能控制器：

　　控制器是整個(gè)有載調(diào)壓變壓器的核心部分，它決定有載調(diào)壓裝置自動(dòng)化,智能化以及調(diào)節(jié)精度高低。它主要對(duì)饋線電壓，電流等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，控制有載分接開(kāi)關(guān)的動(dòng)作，使饋線電壓達(dá)到預(yù)定值。

　　智能控制器從變壓器輸出側(cè)采集電壓信號(hào)，然后將采樣值與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。如果采集到的電壓信號(hào)大于基準(zhǔn)電壓，并且信號(hào)電壓和基準(zhǔn)電壓之間的差值達(dá)到一定數(shù)值(允許范圍)，經(jīng)一定延時(shí)后，發(fā)出控制命令，通過(guò)繼電器驅(qū)動(dòng)分接開(kāi)關(guān)的電機(jī)，降低分接開(kāi)關(guān)檔位(降低輸出電壓);反之，如果采集到的電壓信號(hào)小于基準(zhǔn)電壓，控制器經(jīng)過(guò)延時(shí)后發(fā)出控制信號(hào)，通過(guò)繼電器驅(qū)動(dòng)分接開(kāi)關(guān)的電機(jī)，從而升高分接開(kāi)關(guān)檔位(升高輸出電壓)。

　　由于自動(dòng)調(diào)壓器運(yùn)行在10KV高壓電網(wǎng)中，一旦發(fā)生故障所帶來(lái)的危害和損失是巨大的。為保護(hù)有載分接開(kāi)關(guān)使用壽命，控制器設(shè)有欠壓、過(guò)流保護(hù)。當(dāng)線路電壓低于”欠壓”或 調(diào)壓器”過(guò)流“時(shí)，控制器閉鎖，不再發(fā)出調(diào)壓指令。同時(shí)設(shè)有上、下限位保護(hù)，防止各種可能情況下出現(xiàn)誤動(dòng)作。為方便各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定和讀取，控制器設(shè)置了鍵盤(pán)。同時(shí)配備了完善的RS485通信接口，具有遙控、遙調(diào)、遙測(cè)、遙信功能。

2.1控制器硬件設(shè)計(jì)

2.1.1中央處理單元：

中央處理單元(單片機(jī)AT89C52)是整個(gè)控制器的核心，內(nèi)部有256B RAM 和8K EPROM。一方面將系統(tǒng)電壓、電流和分接開(kāi)關(guān)檔位信號(hào)進(jìn)行顯示;另一方面，將采樣信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，判斷是否符合調(diào)壓條件，條件符合，然后向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出調(diào)壓命令;否則不發(fā)出調(diào)壓命令。

2.1.2信號(hào)調(diào)理及采樣電路：

電壓、電流檢測(cè)電路提供的信號(hào)數(shù)值和輸入范圍與A/D轉(zhuǎn)換芯片,不匹配需要進(jìn)行調(diào)整和變換。信號(hào)調(diào)理電路，就是把檢測(cè)到的電壓、電流、雙極性信號(hào)變?yōu)閱螛O性0~5V信號(hào)。再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。

2.1.3驅(qū)動(dòng)電路：

　　當(dāng)單片機(jī)發(fā)出上升指令時(shí)，產(chǎn)生一組高、低電平信號(hào),導(dǎo)致一組光耦導(dǎo)通，經(jīng)過(guò)電流放大，驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作，產(chǎn)生正相電壓，分接開(kāi)關(guān)向上調(diào)壓;當(dāng)單片機(jī)發(fā)出下降指令時(shí)，產(chǎn)生一組高、低電平信號(hào)，導(dǎo)致另一組光耦導(dǎo)通,經(jīng)過(guò)電流放大，驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作產(chǎn)生反相電壓，分接開(kāi)關(guān)向下調(diào)壓.

其它電路如檔位采樣及編碼電路、顯示電路、時(shí)鐘電路、通信電路等都是常用電路這里就不一一詳述了。

2控制器的軟件設(shè)計(jì)：

軟件系統(tǒng)采用C語(yǔ)言編寫(xiě)而成，C具有良好的可讀性、可移植性。軟件系統(tǒng)主要包括五大模塊：主程序模塊、顯示模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字濾波模塊、鍵盤(pán)掃描模塊。

2.2.1主程序模塊：

主程序的主要作用首先使整個(gè)控制系統(tǒng)初始化，包括主程序初始化、串口初始化、定時(shí)器中斷初始化、看門(mén)狗初始化以及A/D轉(zhuǎn)換初始化，初始化完成后，進(jìn)入正常數(shù)據(jù)采集。然后對(duì)采集到數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、處理，通過(guò)控制算法，發(fā)出控制指令，在此過(guò)程中主程序始終響應(yīng)其它控制子程序的中斷請(qǐng)求，如果有中斷請(qǐng)求，按照中斷優(yōu)先級(jí)高低，轉(zhuǎn)入相應(yīng)處理程序。主程序流程圖如圖(4)。

2.2.2 顯示模塊

　　顯示子程序功能組要完成系統(tǒng)定值、實(shí)時(shí)值顯示以及工作狀態(tài)顯示，系統(tǒng)每秒鐘調(diào)用一次顯示模塊顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

2.2.3鍵盤(pán)掃描模塊

　　鍵盤(pán)掃描采用查詢(xún)方式,每20ms掃描一次。鍵盤(pán)采用軟件去抖動(dòng)的方法來(lái)消除由于按鍵抖動(dòng)帶來(lái)影響，軟件每次檢測(cè)到有鍵按下時(shí)執(zhí)行一段10～20ms延時(shí)程序再確認(rèn)該鍵電平是否有效。

　2.2.4 A/D轉(zhuǎn)換模塊

　　根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)要求選用8位的A/D轉(zhuǎn)換芯片,轉(zhuǎn)換精度1/256 ,將調(diào)理后的模擬信號(hào),轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào)。

　2.2.5 數(shù)字濾波模塊

　　每個(gè)周期采樣12點(diǎn)進(jìn)行傅立葉變換,將變換后結(jié)果進(jìn)行中值平均濾波,作為該秒的實(shí)時(shí)值。

結(jié)束語(yǔ)

　　10KV饋線自動(dòng)調(diào)壓器不僅能有效改善電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，而且能夠降低系統(tǒng)網(wǎng)損，提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。10KV饋線自動(dòng)調(diào)壓器以其高度的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性在農(nóng)村電網(wǎng)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，是解決農(nóng)村電網(wǎng)電壓偏差問(wèn)題不可或缺設(shè)備之一。