一种无功补偿器的投切方法技术

本发明专利技术公开了一种无功补偿器的投切方法，包括：测量在设定时间隔间内母线进线电流，判断所述母线进线电流的值是否大于第一阈值，是则母线中有电机运行，否则母线中无电机运行，切除无功补偿器；在有电机运行的情况下，测量连续两个时间间隔内的母线进线电流，判断母线进线电流的变化是否超过第二阈值，否则母线中无电机启动，保持无功补偿器接入；是则母线中有电机启动，计算无功补偿器之外的回路的总功率因数；判断总功率因数是否超过第三阈值，是则保持无功补偿器接入，否则切除无功补偿器。本发明专利技术通过实时检测母线进线电流、无功补偿器电流和母线电压，计算负载的总功率因数，控制静止无功补偿器的投切，从而避免并联谐振的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种无功补偿器的投切方法
本专利技术涉及一种电力设备检测
，特别地，涉及一种无功补偿器的投切方法。
技术介绍
无功补偿在输配电系统中发挥着非常重要的作用，它能降低变压器及输配电线路损耗，提高供电效率，减少配电设备的设计容量以减少投资，提高供电质量。无功补偿按其安装位置可分为：集中补偿、就地补偿。低压配电网中有很大一部分的无功功率消耗在异步电动机上，因此，实现异步电动机的无功补偿，使其无功就地平衡，既能减少配电线路的损耗，同时还可以提高电动机的出力，具有很好的经济效益。静止无功补偿器，简称SVC，既包括固定投切电容器、固定投切电抗器，还包括晶闸管控制投切电容器、晶闸管控制投切电抗器。通过对电动机就地补偿的运行状况分析发现，当SVC为电容元件，在电动机启动时，容易发生并联谐振，使流过SVC和电动机的电流增大，烧坏电动机或SVC。并联谐振是在电容、电感并联电路中，出现电路端电压和总电流同相位的现象。谐振时，电路的总电流最小，而支路电流往往大于电路中的总电流，因此，并联谐振也叫电流谐振。电动机启动电流一般是额定电流的3～7倍，并联谐振进一步放大了电动机的启动电流，使流过电动机和电容器的电流远超过设备的承受能力以致烧毁设备。变压器带多台电机和电容器运行，其中一台电机(电机1)启动时的机电模型如图1所示，设所有并网电机的等效电阻为R，等效电抗为XL，将图1简为并联谐振的原理图形式，即如图2所示，从图2可以看到，当某台电机启动时，电机总的等效电阻和等效电抗均为可变的。目前的电容器自动控制在电动机启动时虽然会自动跟踪电动机功率因数的变化而自动补偿，但相对电机启动过程中其变化速度较慢，这加剧了XL＝XC的可能性，即发生并联谐振的可能性增大。一旦发生并联谐振，通常会导致电动机或电容器、配电设备的烧毁，带来较为重大的损失。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种无功补偿器的投切方法。通过实时检测母线进线电流、无功补偿器电流和母线电压，计算负载的总功率因数，控制静止无功补偿器的投切，从而避免并联谐振的发生。为实现上述的专利技术目的，本专利技术提供了一种静止无功补偿器的投切方法，其特征在于，包括：S1、测量在设定时间隔间内母线进线电流，判断所述母线进线电流的值是否大于第一阈值，是则判断母线中有电机运行，否则判断所述母线中无电机运行，切除无功补偿器；S2、在有电机运行的情况下，测量连续两个时间间隔内的母线进线电流，判断所述连续两个时间间隔内的母线进线电流的变化是否超过设定的第二阈值，否则判断所述母线中无电机启动，保持无功补偿器接入；是则判断所述母线中有电机启动，测量当前的母线进线电流、无功补偿器电流和母线电压，计算所述无功补偿器之外的回路的总功率因数；S3、判断所述总功率因数是否超过设定的第三阈值，是则保持所述无功补偿器接入，否则切除所述无功补偿器。其中，所述第一阈值设定为连接到母线的各个电机中容量最小的电机运行时母线的进线电流值。其中，所述第二阈值根据母线所带各电机启动电流随时间的变化曲线设定。其中，所述当前电机总功率因素的计算为：当有电机启动时，测量所述当前母线进线电流无功补偿器电流和当前母线电压计算电机总功率因数其中，所述第三阈值设定为0.707，当时，将无功补偿器切除；当时，保持无功补偿器投入。本专利技术提供的一种无功补偿器投切方法，能在母线空载时切除无功补偿器，能在母线轻载时避免电机启动与静止无功补偿器发生并联谐振，防止流过电机和无功补偿器的电流剧增，保护电机和无功补偿器。该方法只需测量两个电流信号和一个电压信号，测量简单，算法简便，判断可靠性高，易于实现。附图说明图1示出了现有技术中变压器带多台电机和电容运行时的一台电机启动时的电机模型示意图图2示出了现有技术中所有并网电机的等效电路图。图3是本专利技术实施例的无功补偿器的投切方法流程图。图4是本专利技术的单台变压器带多台电动机和无功补偿器时无功补偿器的控制结构图。图5是本专利技术的电动机启动电流随时间变化的示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术的一个实施例中，提供一种静止无功补偿器的投切方法，其特征在于，包括：S1、测量在设定时间隔间内母线进线电流，判断所述母线进线电流的值是否大于第一阈值，是则判断母线中有电机运行，否则判断所述母线中无电机运行，切除无功补偿器；S2、在有电机运行的情况下，测量连续两个时间间隔内的母线进线电流，判断所述连续两个时间间隔内的母线进线电流的变化是否超过设定的第二阈值，否则判断所述母线中无电机启动，保持无功补偿器接入；是则判断所述母线中有电机启动，测量当前的母线进线电流、无功补偿器电流和母线电压，计算所述无功补偿器之外的回路的总功率因数；S3、判断所述总功率因数是否超过设定的第三阈值，是则保持所述无功补偿器接入，否则切除所述无功补偿器。图3是本专利技术实施例的无功补偿器的投切方法流程图。在一个具体的实施例中，如图3所示，具体地，上述方法的过程为：步骤S11，设定K1和K2的值，第一阈值K1是母线所带各电机中容量最小的电机单台运行时母线进线的电流；第二阈值K2根据母线所带各电机启动电流随时间的变化曲线设定。步骤S22，每间隔Δt时间测量母线进线电流，并按照时间顺序设定为I1、I2。步骤S33中，根据母线进线电流判断母线是否带电机运行。当母线进线电流小于第一阈值K1时，判定无电机并网运行，无功补偿器切除。当母线进线电流大于第一阈值K1时，判定一台或多台电机并网运行。步骤S44中，根据母线进线电流的变化判断是否有电机启动。一般地，选取各电机转速小于0.75倍额定转速(n≤0.75nN)，时间间隔为Δt时的最小值。在Δt内电流大于设定值K1且I1-I2<K2时，判断电机正在稳定运行，无功补偿器投入。在Δt内电流大于设定值K1且I1-I2≥K2时，判断电机正在启动。S55，根据电机总功率因数判断电机启动时无功补偿器切除或投入。如图2所示，并联谐振频率如下式：若保证一定不发生并联谐振，则回路并联电阻大于阻尼值：即正常情况下，XL<XC，并联谐振时，XL＝XC。整理上式得：R>XL若保证一定不发生并联谐振，负载回路的总功率因数应即，为了保证不发生并联谐振，负载回路的总功率因素应该小于上述计算值0.707，因此第三阈值设定为0.707。当有电机启动时，测量所述当前母线进线电流无功补偿器电流和当前母线电压计算电机总功率因数其中，所述第三阈值设定为0.707，当时，将无功补偿器切除；当时，保持无功补偿器投入。图4是单台变压器带多台电动机和无功补偿器时无功补偿器的控制结构图。在工业企业中，变压器经母线带一台或多台电动机运行。如图4所示为变压器T带多台电动机M运行。在变压器的低压侧，要加装无功补偿器，无功补偿器通常为电容性，可能与异步电动机的等效电感发生并联谐振。本方法通过电流互感器TA检测母线进线电流I&、无功补偿器电流通过电压互感器TV检测母线电压控制器按照设定的控制策略控制开关S，从而控制电容器C的投切。图5是本专利技术的电动机启动电流随时间变化的示意图。如图5所示，当无电机运行时，电流幅值小于设定值K1。当一台或多台本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无功补偿器的投切方法，其特征在于，包括：S1、测量在设定时间隔间内母线进线电流，判断所述母线进线电流的值是否大于第一阈值，是则判断母线中有电机运行，否则判断所述母线中无电机运行，切除无功补偿器；S2、在有电机运行的情况下，测量连续两个时间间隔内的母线进线电流，判断所述连续两个时间间隔内的母线进线电流的变化是否超过设定的第二阈值，否则判断所述母线中无电机启动，保持无功补偿器接入；是则判断所述母线中有电机启动，测量当前的母线进线电流、无功补偿器电流和母线电压，计算所述无功补偿器之外的回路的总功率因数；S3、判断所述总功率因数是否超过设定的第三阈值，是则保持所述无功补偿器接入，否则切除所述无功补偿器。

【技术特征摘要】
1.一种无功补偿器的投切方法，其特征在于，包括：S1、测量在设定时间隔间内母线进线电流，判断所述母线进线电流的值是否大于第一阈值，是则判断母线中有电机运行，否则判断所述母线中无电机运行，切除无功补偿器；S2、在有电机运行的情况下，测量连续两个时间间隔内的母线进线电流，判断所述连续两个时间间隔内的母线进线电流的变化是否超过设定的第二阈值，否则判断所述母线中无电机启动，保持无功补偿器接入；是则判断所述母线中有电机启动，测量当前的母线进线电流、无功补偿器电流和母线电压，计算所述无功补偿器之外的回路的总功率因数；S3、判断所述总功率因数是否超过设定的第三阈值，是则保持所述无功补偿器接入，...

【专利技术属性】
技术研发人员：时振堂，刘维功，钱志红，杜红勇，李君，李琼，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11