[发明专利]按计数和循环方式工作的功率因数校正系统

说明书

以往的功率因数校正系统(或称无功补偿系 统)，在控制电容器投入、退出电网的方式方面， 主要有顺序(步进)控制方式、计数控制方式和循 环控制方式，且均系单独采用。例如西德专利 DE3148060、日本专利特开昭54-89235以及 《富士时报》V₀₁、57No、6PP375～379(1984) 所提出的装置就属于这一类。其中单独采用计数控 制和循环控制的较多。计数控制方式，就是按照二 进制计数的进位阶梯把电容器分组，工作时按照二 进制递加和递减方式控制电容器的投入或退出。这 种方式的优点是可以用较少的出口回路获得较多的 调节阶梯。例如把十五只电容器按1∶2∶4∶8分 成四组(二进制计数的第一至第四位)，用四只开 关，按二进制计数方式编码控制，可得15个调节 阶梯。循环控制方式就是把补偿电容器平均分成若 干组，用若干只开关，按照一定的顺序使补偿电容 器依次投入运行。当补偿电容器要退出运行时，也 要按照投入时的顺序依次进行，实现了电容器组先 投入的先退出，后投入的后退出。其优点是可以使 各组电容器运行机会(运行时间)大致相等。

但上述两种方式构成的系统各有其缺点：计数 控制方式由于电容器分组的不平衡，特别是越到高 位时电容器的容量越大，对开关的选用会感到困 难，同时各组电容器的运行机会差别较大。循环控 制方式由于要求将电容器等容量分组，而且组数不 可能太多(一般固定地分成六组或八组)，因此容 量调节阶梯少，补偿精度差，在较大容量的配电系 统里使用时，会使补偿系统主电路结构复杂，使用 元件多。

本发明提供一种兼有计数和循环控制方式优点 的功率因数校正系统。附图1描绘了全系统的原理 方框图，可以用主电路及其控制电路来进行概括： 所述的主电路由补偿电容器(1c₁～1c_m和2c₁～ 2c_n)和将该补偿电容器接入或退出电网的开关 (1k₁～1k_m和2k₁～2k_n)组成。此主电路开关可以 全部是触点开关(例如交流接触器或其它电磁开 关)，也可以全部是无触点开关；还可以将1k₁～ 1k_m(称m组开关)用无触点开关(因为控制m 组电容器的通断，工作频繁)，2k₁～2k_n(称n组 开关)用触点开关。主电路中补偿电容器1c₁、1c₂……1c_m(称m组电容器)的电容量之比是2⁰∶2¹∶……∶2^m-1；2c₁～2c_n(称n组电容器)各组电 容量相等，且为m组电容器的电容量之和再加上 一只电容器容量。例如，当m＝2时，即m组电 容器为二组，第一组1只电容器，第二组2只电容 器；当n＝5时，n组电容器为五组，各组电容量 为(1+2)+1＝4(只)电容量之和。本倒中(或 在大多数情况下)，当实际电容器总容量需要改变 时，只需改变n组电容器的组数(n)。这样，补 偿系统总电容量(用电容器的只数表示时)为 3+4n(只)。所述的控制电路包括：

a.功率因数(功无功功率)变换器(1)，联接 电网，测量出代表电网功率因数的模拟信号，同时 将该信号与代表预定的电网功率因数上、下限的基 准值进行比较，得出指示实际电网功率因数超出预 定上、下限值的逻辑信号，送到控制逻辑单元 (4)。

b.电压比较器(2)，联接电网，测量出电网电 压，同时与指定的过电压给定值进行比较，得出代 表电网电压上升到指定过电压的逻辑信号，送到控 制逻辑单元(4)。

c.“无效动作”检测环节(3)，能够根据系统的 工作情况检测系统是否出现“无效动作”的逻辑信 号，送到控制逻辑单元(4)。

d.脉冲发出器(5)，产生控制逻辑单元和其它 电路工作所必须的时钟脉冲信号(如cp₁等)脉冲 的生产考虑到补偿电容器投入或退出电网前后动作 的时间间隔。