[发明专利]一种无功补偿系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统运行控制技术领域，涉及一种无功补偿系统及其控制方法。

背景技术

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。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，本发明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：本发明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。

本发明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：本发明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，本发明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。同时采用本发明的提供的控制方法有效的降低了整个系统的运行成本，使本发明提供的系统的实用性更强。

附图说明

图1为本发明的电路图；

图2为本发明在采样时的工作流程图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。