[发明专利]一种磁控瞬刻无功补偿方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种即刻无功补偿方法，适用于目前电力系统各个电压等级，属于电力系统电能质量领域。

背景技术：

无功补偿是提高用电负载功率因数，减少电能传输中无功电流造成损耗的一项重要节能方式，传统型的无功补偿系统主要由电力电容器，用电功率因数控制器，抗涌流电抗器组成。其缺点是：不能实现功率因数连续可控调节。最近几年又出现了动态无功补偿装置(MCR)，现在的动态无功补偿装置主要通过在线路上并联可调电抗器吸收过补偿的无功，其实现方式有三：1，采用可调气隙的可控电抗器，缺点为调节缓慢，存在谐波。2采用直流偏磁式可调电抗器，由于铁心材料的饱和现象，这种电抗器三次谐波含量超过30％，在现实中几乎不适用。3采用调节分接头的方式调节可控电感电感量，这种方式调节过于缓慢，同时这种可控电感损坏几率高，成本昂贵。通过以上分析可知，目前存在的无功补偿装置不能够快速的调节系统的功率因数。

上世纪末巨磁电阻的发现使的德法两位科学家获得了2007年的诺贝尔奖，同时也开启了磁控电阻在现实中的应用，目前的这类产品基本称为磁敏电阻。磁敏电阻的出现使得电阻的阻值可以通过电阻所在区域的磁场(该磁场必须与电阻两端一致，磁场方向与电阻电流方向垂直则不会产生巨磁效应)瞬时变化来即时调节，将这种磁敏电阻应用到无功补偿装置中便可实现功率因数的连续瞬时可调，由于电阻与电容皆为线性器件，故通过调节磁敏电阻阻值的方式实现的功率因数即刻调节不存在产生谐波问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种无任何副作用的电力系统功率因数即刻连续可调系统，通过调节与补偿电容器串联在一起的磁敏电阻阻值的大小，从而调节注入电网容性电流的大小，连续快速的调节系统的功率因数。

本发明包括固定容量的电容器组，调节用电容器组，可控电源以及中心处理器。固定容量电容器组用来补偿固定数量无功功率；调节电容器组用来补偿动态变化的无功功率，电流大小的调节是通过磁敏电阻来调节的，通过改变加在磁敏电阻上的磁场强度，电阻值随之变化，流过的电流也随之变化；可控电源包括三路，分别给A，B，C三相可调节的与电容串联的磁敏电阻励磁。中心处理器接收三相电压电流信号，负责系统功率因数的计算，通过分析系统的功率因数数值，电压幅值，电流大小，从而确定系统所需要补充的无功容量，当确定系统所需无功容量后，按照固定容量电容器组可补偿无功功率的数量，来确定需要投入固定容量电容器组的数量，当把固定容量的电容器组投入后，剩余的需要补充的无功容量由调节用电容器组完成。通过中心处理器已经存储的数据，调整可控电源输出的直流电流，通过穿过磁敏电阻的磁场来控制阻值，实现对系统无功容量的可靠精准补充。当调节电容器投入后，主控制器立刻对系统的功率因数进行测量，如果没达到要求，则继续调节磁敏电阻阻值，直到功率因数到达误差允许要求。

功率因数的计算公式为：

Q＝U_a*I_a*sinθ_a+U_b*I_b*sinθ_b+U_c*I_c*sinθ_c

在中性点非有效接地系统中，如图1，电容器组接线为星形结构，采用三相统一补偿方式，既需要补充的无功容量为系统三相需补充无功容量之和。然后用总的容量去除以固定容量电容器组的容量来决定需投入的数量。剩余需补充无功容量则由可调容量电容器组完成，动态调节过程需要分别计算三相需补偿无功容量，以此决定需要的阻值，从而达到精确补偿。

在中性点有效接地系统中，如图2，因为三相均可与地构成补偿回路，三相可以分别补偿，三相需要分别计算需补充的容量：

Q_a＝U_a*I_a*sinθ_a

Q_b＝U_b*I_b*sinθ_b

Q_c＝U_c*I_c*sinθ_c

三相的容量分别除以该相的固定电容器组容量，从而得到该相需投入的固定容量电容器组的数量和此外需要补偿的无功容量，通过这部分另外需要补偿的容量就可以得到磁敏电阻励磁需要的直流电流，从而实现精确补偿。