一种无功补偿系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无功补偿系统，包括空气开关、多组补偿三相电容组、控制电容接触器、控制电感接触器、控制模块、补偿电感组；在供电交流三相电源与负载之间依次并联空气开关、控制模块、多组补偿三相电容组、补偿电感组；其中，所述控制模块通过电流计和保险丝接入到交流三相电源中；所述多组补偿三相电容组均通过控制电容接触器接到供电交流三相电源中；所述补偿电感组依次通过所述控制电感接触器和电流计接入交流三相电源中；所述控制电容接触器、控制电感接触器和与补偿电感组连接的电流计分别于控制模块连接。本发明专利技术还提供了一种无功补偿系统的控制方法。本发明专利技术有效的提高了功率因数，保证了供电力系统安全运行，减少了电能损耗，节约了电能。

【技术实现步骤摘要】
一种无功补偿系统及其控制方法
本专利技术属于电力系统运行控制
，涉及一种无功补偿系统及其控制方法。
技术介绍
无功补偿装置是用于补充电网无功功率的不足，提高功率因数，保证供电力系统安全运行，减少电能损耗，节约电能的设备。无功补偿设备对于一些本身功率因数低，耗电量大的设备有很重要的意义。这是对电力系统而言，如果这样的环境使用无功补偿设备，提高功率因数具有重大的经济效益。目前市场上，电力系统的无功补偿系统中，带有补偿电感，使补偿电容具有连续性的无功补偿设备不多。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，本专利技术提供一种能很好的用于电力系统，并能使补偿电容具有连续性，有效的提高电力系统的功率因数的无功补偿系统。技术方案：本专利技术提供了一种无功补偿系统，包括空气开关、多组补偿三相电容组、控制电容接触器、控制电感接触器、控制模块、补偿电感组；在供电交流三相电源与负载之间依次并联空气开关、控制模块、多组补偿三相电容组、补偿电感组；其中，所述控制模块通过电流计和保险丝接入到交流三相电源中；所述多组补偿三相电容组均通过控制电容接触器接到供电交流三相电源中；所述补偿电感组依次通过所述控制电感接触器和电流计接入供电交流三相电源中；所述控制电容接触器、控制电感接触器和与补偿电感组连接的电流计分别于控制模块连接。进一步，所述每个补偿三相电容组为三个电容采用三角形接法形成的网络。进一步，所述多组补偿三相电容组均依次通过控制电容接触器和保险丝接入交流三相电源中。采用控制电容接触器可以根据需求控制接入交流三相电源的电容数量。同时增加了保险丝有效防止电路短路。进一步，在交流三相电源中还连接有电压表和电流表，所述电压表并联在供电交流三相电源中，所述电流表串联在所述控制模块与交流三相电源连接的电路中。电压表和电流表可以供操作人员观察和使用，从而使整个系统的使用更加方便，操作人员能更好的了解系统的工作状况。进一步，所述补偿电感组中包括三个电感，所述三个电感采用三角形接法形成的网络，在每一边的电感上串联一个双向可控硅，所述双向可控硅由驱动板控制，所述驱动板由所述控制控制。这样可以更好的控制接入电源的电感数量。进一步，还包括避雷器，所述避雷器并联在所述交流三相电源中，并联在所述补偿电感组与负载之间。这里避雷器最好采用压敏电阻，增加了避雷器可以有效的对付浪涌。本专利技术还提供了一种用于无功补偿系统的控制方法，包括以下步骤：步骤1：采用6路AD电路和信号保持器采集无功补偿系统中三相电流信号和三相电压信号；步骤2：根据步骤1中获得的参数结合快速傅里叶变换计算出当前的无功补偿系统中的无功功率和功率因数；步骤3：设定功率因数下限，将步骤2中计算或的功率因数与设定功率因数下限进行比较，如果当功率因数小于设定的功率因数下限时，进入步骤4；当功率因数大于设定的功率因数下限时，进入步骤5；步骤4：用将步骤2中获得的三相无功功率中绝对值最大的值作为PID规律调节中的误差e，并根据PID规律调节所需的节电容值和电感值，使调节后的电容值和电感值满足系统要求的同时保证无功功率的平均值最小；步骤5：退出PID调节，进入无调节状态。进一步，所述步骤1中在一个工频周期对三相电流信号和三相电压信号采集128次。进一步，所述步骤3中所述功率因数下限为0.92-0.98。工作原理：本专利技术根据系统负载中的无功功率决定投入多少电容。当然，一般不可能投入的电容正好和负载的电感抵消(即感抗等于容抗)，当出现多投一个电容则系统电抗呈容性，少投一个电容系统电抗呈感性时，采取多投一个电容，然后，开通可控硅，利用控制可控硅的导通角，控制投入系统的电感容量，把多余的电容量抵消，使系统负载呈纯阻性。这时，达到无功补偿的理想状态。有益效果：与现有技术相比，本专利技术有效的提高了功率因数，保证了供电力系统安全运行，减少了电能损耗，节约了电能。同时采用本专利技术的提供的控制方法有效的降低了整个系统的运行成本，使本专利技术提供的系统的实用性更强。附图说明图1为本专利技术的电路图；图2为本专利技术在采样时的工作流程图。具体实施方式下面对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。如图1所示，本专利技术提供了一种无功补偿系统，包括空气开关、多组补偿三相电容组、控制电容接触器、控制电感接触器、控制模块、补偿电感组；在供电交流三相电源与负载之间依次并联空气开关、控制模块、多组补偿三相电容组、补偿电感组；其中，控制模块通过电流计和保险丝接入到供电交流三相电源中；多组补偿三相电容组均通过控制电容接触器接到供电交流三相电源中；补偿电感组依次通过所述控制电感接触器和电流计接入供电交流三相电源中；控制电容接触器、控制电感接触器和与补偿电感组连接的电流计分别于控制模块连接。其中，A、B、C为交流三相供电电源。FU1、FU2、......、FU6是保险丝，起保护系统的作用。C1到Cn是N个补偿三相电容组，每个网络是三个电容采用三角形接法并联在交流三相供电电源中。连接在电容网络中的FCa1、FCb1、......、FCcn是保险丝，用来防止电路短路。A表示电流表，V是电压表，供操作人员观察和操作使用。KM1、KM2、…、KMn是用来控制电容的是否接入电网的控制电容接触器。CT1、CT2、CT3为电流计，用来给控制模块提供测量的电流信号。FLa1，FLb1，FLc1是三个保险丝。KML是无功补偿投入电感的电感接触器。L1，L2，L3是三个电感，三个电感采用三角形接法接入交流三相电源中，VC1，VC2，VC3是三个双向可控硅，三个双向可控硅分别于三个电感串联。控制可控硅的是驱动板，驱动板可控制可控硅的导通角，驱动板由控制模块进行控制。CT4、CT5、CT6是电流计。F1，F2，F3，F4是避雷器，主要是对付浪涌，最好采用压敏电阻。基于上述无功补偿系统的控制方法，包括以下步骤：步骤1：采用6路AD电路和信号保持器采集无功补偿系统中三相电流信号和三相电压信号；如图2所示，利用DSP的定时中断，在每个工频周期内分别采样三相电流ia、ib、ic和电压Va、Vb、Vc各128次。步骤2：根据步骤1中获得的参数结合快速傅里叶变换计算出当前的无功补偿系统中的无功功率和功率因数；利用数字信号处理器对步骤1中获得的数据进行快速傅里叶变换，得到基波的三相电压的有效值，电流的有效值及通过负载的电压和电流在相位上的夹角，结合公式1～3分别获得系统中负载基波的三相视在功率Sa、Sb、Sc；三相有功功率Pa、Pb、Pc、和三相无功功率Qa、Qb、Qc等数据。其中，是功率因数，是通过负载电压和电流在相位上的夹角。P为单相电路的有功功率，S为单相电路的视在功率，Q为单相电路的无功功率，U为单相电路的电压有效值，I为单相电路的电流有效值。通过上述公式为单相电路的计算公式。三相总和只是把三相电路中每相电路的功率相加即可。即三相无功功率Q总＝Qa+Qb+Qc。步骤3：设定功率因数下限，将步骤2中计算获得的功率因数与设定功率因数下限进行比较，如果当功率因数小于设定的功率因数下限时，进入步骤4；当功率因数大于设定的功率因数下限时，进入步骤5；例如，将功率因数下限设为0.95，当系统功率因数大于等于0.95时，系统进入步骤5，反之，系统进入步骤4。一般下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无功补偿系统，其特征在于：包括空气开关、多组补偿三相电容组、控制电容接触器、控制电感接触器、控制模块、补偿电感组；在供电交流三相电源与负载之间依次并联空气开关、控制模块、多组补偿三相电容组、补偿电感组；其中，所述控制模块通过电流计和保险丝接入到交流三相电源中；所述多组补偿三相电容组均通过控制电容接触器接到供电交流三相电源中；所述补偿电感组依次通过所述控制电感接触器和电流计接入供电交流三相电源中；所述控制电容接触器、控制电感接触器和与补偿电感组连接的电流计分别于控制模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于无功补偿系统的控制方法，其特征在于：采用的无功补偿系统包括空气开关、多组补偿三相电容组、控制电容接触器、控制电感接触器、控制模块、补偿电感组；在供电交流三相电源与负载之间依次并联空气开关、控制模块、多组补偿三相电容组、补偿电感组；其中，所述控制模块通过电流计和保险丝接入到交流三相电源中；所述多组补偿三相电容组均通过控制电容接触器接到供电交流三相电源中；所述补偿电感组依次通过所述控制电感接触器和电流计接入供电交流三相电源中；所述控制电容接触器、控制电感接触器和与补偿电感组连接的电流计分别于控制模块连接；其中控制模块中的控制方法包括以下步骤：步骤1：采用6路AD电路和信号保持器采集无功补偿系统中三相电流信号和三相电压信号；步骤2：根据步骤1中获得的参数结合快速傅里叶变换计算出当前的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢升，邹桐初，王宁良，芦尹法，王峰，
申请(专利权)人：江苏卡欧新能源科技有限公司，江苏卡欧宜能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32