[发明专利]一种无功补偿装置及其补偿控制方法

权利要求书

1.一种无功补偿装置，其特征在于：所述无功补偿装置包括高压断路器、复合开关组、补偿电容器组、第一电流互感器组、第二电流互感器组、补偿指示器和补偿控制单元，所述第一电流互感器组设在三相输电线的电源侧，所述补偿电容器组的补偿输出端依次通过复合开关组和高压断路器与三相输电线的负荷侧连接，所述第二电流互感器组设在补偿电容器组与复合开关组的之间的传输线上，所述第一电流互感器组的采集输出端和第二电流互感器组采集输出端分别与补偿控制单元的采集输入端连接，所述复合开关组的控制端分别与所述补偿控制单元的控制端连接，所述补偿指示器并联连接补偿电容器组补偿输出的两端，在所复合开关组内还设置有温度传感器，所述温度传感器的输出端与所述补偿控制单元的温度采集端连接。

2.根据权利要求1所述的一种无功补偿装置，其特征在于：所述补偿控制单元包括数据处理器、第一整流滤波电路、第一平衡转换电路、第一放大电路、第二整流滤波电路、第二平衡转换电路、第二放大电路、第一继电器开关组、第一隔离驱动电路、第二驱动保护电路和第二隔离驱动电路；所述第一电流互感器组的采集输出端依次通过第一整流滤波电路、第一平衡转换电路和第一放大电路与所述数据处理器的第一采集输入端连接，所述第二电流互感器组依次通过第二整流滤波电路、第二平衡转换电路和第二放大电路与数据处理器的第二采集输入端连接，所述复合开关组的第一控制端依次通过第一继电器开关组和第一隔离驱动电路与所述数据处理器的第一控制输出端连接，所述复合开关组的第二控制端依次通过第二驱动保护电路和第二隔离驱动电路与所述数据处理器的第二控制输出端连接。

3.根据权利要求2所述的一种无功补偿装置，其特征在于：所述数据处理器为单片机控制器或DSP数据处理器，所述第一隔离驱动电路和第二隔离驱动电路采用光耦隔离驱动电路，述第二驱动保护电路采用双向可控和光耦隔离器进行驱动保护。

4.根据权利要求2所述的一种无功补偿装置，其特征在于：所述补偿电容器组采用三角形连接的电容器组。

5.根据权利要求1所述的一种无功补偿装置，其特征在于：在所述高压断路器的补充输入端与复合开关组的输出端之间连接有浪涌保护器，该浪涌保护器通过接地保护线与地连接。

6.一种无功补偿装置的补偿控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：确定补偿支路数目，在输电线的网络中选择所要进行补偿供电的区域范围并确定补偿支路数目，然后搭建无功补偿装置，根据补偿支路数目将补偿电容器组按照电容值的大小依次降序排列；

步骤二：启动无功补偿装置，通过第一电流互感器组、第二电流互感器组分别采集来自电源侧的输出电流i₁和电压U₁以及负荷侧的输出电流i₂和电压U₂，然后分别计算出当前的无功功率P1和P2以及功率因数和

步骤三：设置补偿功率数值大小并进行功率补偿，根据计算所得到功率因数大小与预设的功率因数的最小值和最大值进行比较，当所计算的功率因数小于预设的功率因数的最小值时，据每一支路所需要补偿的功率选择需要投入的补偿电容器组的容量大小，依次对补偿电容器组进行投切，并同时获取每个控制开关端口投入之后的无功功率P_a，并计算出相应的补偿电容器组投切的真实功率值，实现输电线路的补偿支路进行功率补偿；当所计算的功率因数大于预设的功率因数的最小值时或最大值时，对补偿电容器组进行储能操作，退出无补偿状态；

步骤四：获取复合开关组的温度变化，在输电线路的补偿支路进行功率补偿时通过温度传感器检测流过复合开关组的温度变化数据，根据温度的变化数据用于确定退出补偿电容器组的容量大小。

7.根据权利要求6所述的一种无功补偿装置的补偿控制方法，其特征在于：所述补偿电容器组为4组、8组、12组、16组、24组或36组，每组电容的个数为3个、6个、12个、18个、24个或36个。

8.根据权利要求6所述的一种无功补偿装置的补偿控制方法，其特征在于：在步骤一中采集来自电源侧的输出电流和电压以及负荷侧的输出电流和电压采集的次数为256次每个工频周期；在步骤二中，所述预设的功率因数的范围为0.91～0.99。