廖志军

(江西铜业集团公司德兴铜矿，江西德兴334224)

基于S7－300的挖掘机无功补偿系统

廖志军

(江西铜业集团公司德兴铜矿，江西德兴334224)

2300XP型矿用挖掘机，其无功补偿控制系统采用2组副边就地补偿方式，控制电路由集成运放组成其温漂大，精度差，故障率高。为此将其改造成基于S7－300型PLC为主的数字控制，给出了具体的硬件构成，软件程序。从根本上杜绝了故障源，完全适应挖掘机现场作业，经实测功率因数在0.9以上，控制精确，投资少，效果显著。

挖掘机;晶闸管;无功补偿;集成运放;PLC;CPLD;循环投切

1 概述

江西德兴铜矿采矿场共有5台美国P＆H公司生产的2300XP型挖掘机(简称电铲)，担负着繁重的矿山采剥任务。电铲在实际工作中负载变化很大，而且经常出现冲击性负载，当进入深度挖掘过程中，直流电机端压很低，仅为额定电压的30﹪左右，而电流却是额定电流的2倍，甚至超过2倍，在供电系统中造成很低的功率因数［5］。为此，2300XP型电铲上采用了无功补偿装置，由于电铲工作时无功功率是变化的，因此必须采用分级补偿。2300XP电铲有固定补偿和分级补偿，补偿在主变压器副边进行，主变压器共2组相同的副边绕组，每组副边设置一个固定级250kvar，接成△形;两个开关级，每级750kvar，也接成△。图1为变压器1#副边接线图。电铲能提供总的无功补偿容量为250*2+750*4 =3500kvar。

图1 1#副边无功补偿主回路

2 原无功补偿原理分析

2.1 动态无功补偿分析

无功补偿装置的投入与切除是由无功传感器，电平检测器及晶闸管开关来进行。电容器未投入时，通过二极管进行充电，保持正向或反向峰值电压，对于2300XP电铲，峰值电压为√2*600V，电容器的投入时刻是选择电容器电流通过自然零点进行。……