電容電感三相不平衡及無功治理裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電容電感治理三相不平衡治理裝置及方法，相間電容三相不平衡治理裝置包括主控制器、與主控制器輸入端相連的電流采集裝置和電壓采集裝置、與主機(jī)控制器輸出端相連的精細(xì)無功補(bǔ)償單元，所述精細(xì)無功補(bǔ)償單元包括相間補(bǔ)償電路和相零間補(bǔ)償電路，可以有效的治理三相電網(wǎng)的不平衡現(xiàn)象，利用相間調(diào)節(jié)支路可以有效的轉(zhuǎn)移有功，相零間調(diào)節(jié)支路可以有效治理無功，調(diào)節(jié)更加精細(xì)，也可以防止過補(bǔ)的現(xiàn)象發(fā)生。
【專利說明】
電容電感H相不平衡及無功治理裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及=相不平衡治理領(lǐng)域，具體的說，設(shè)及一種相間電容=相不平衡與無 功治理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的進(jìn)步，技術(shù)的發(fā)展，大量電力電子設(shè)備被投入到電網(wǎng)中使用，雖然運(yùn)些 設(shè)備給用戶帶來了技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)效益，卻給電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的污染，嚴(yán)重威脅到其 他電力設(shè)備的安全運(yùn)行。運(yùn)些電力電子設(shè)備造成的污染主要分為W下幾類。
[0003] 無功功率：電力電子設(shè)備在使用過程會(huì)從電網(wǎng)中吸收大量的無功，并且由于使用 了數(shù)字控制技術(shù)，提高控制精度和響應(yīng)時(shí)間的同時(shí)帶來了無功的劇烈波動(dòng)。大量的無功會(huì) 造成系統(tǒng)電壓降低，變壓器損耗增加，設(shè)備使用率低下，劇烈波動(dòng)的無功會(huì)造成電壓閃變。
[0004] =相不平衡相不平衡問題會(huì)引起旋轉(zhuǎn)電機(jī)的附加發(fā)熱，導(dǎo)致W負(fù)序分量為啟 動(dòng)分量的多種保護(hù)裝置發(fā)生誤動(dòng)作，同時(shí)縮短用電設(shè)備的壽命;設(shè)備負(fù)載率低下，會(huì)造成設(shè) 備容量資源的浪費(fèi)。但長(zhǎng)期W來低壓系統(tǒng)除了盡量合理分配負(fù)荷外，幾乎沒有什么行之有 效的手段進(jìn)行合理調(diào)整。
[0005] =相不平衡一直是困擾供電單位的主要問題之一，造成變壓器損耗和線路損耗大 幅增加，給低壓電網(wǎng)運(yùn)行和電氣設(shè)備造成較大的不良影響。
[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種電容電感=相不平衡及無功治理裝置及方 法，可W有效治理=相電網(wǎng)的不平衡現(xiàn)象，避免給電網(wǎng)和電氣設(shè)備造成的不良影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：電容電感=相不平衡及無功 治理裝置，包括主控制器、與主控制器輸入端相連的電流采集裝置和電壓采集裝置、與主機(jī) 控制器輸出端相連的精細(xì)無功補(bǔ)償單元，電流采集裝置、電壓采集裝置采集=相電的電流、 電壓值，將其傳入主控制器進(jìn)行處理運(yùn)算，所述精細(xì)無功補(bǔ)償單元包括相間補(bǔ)償電路和相 零間補(bǔ)償電路，所述相間補(bǔ)償電路采用電容補(bǔ)償，所述的相零間補(bǔ)償電路采用電容或電感 補(bǔ)償，相間補(bǔ)償電路包括連接在=相電之間的多個(gè)電容調(diào)節(jié)支路，相零間補(bǔ)償電路包括分 別連接在=相電與零線之間的多個(gè)電容調(diào)節(jié)支路與多個(gè)電感調(diào)節(jié)支路，所述電容調(diào)節(jié)支路 包括串聯(lián)在一起的電容、復(fù)合開關(guān)和烙斷器，所述電感調(diào)節(jié)支路包括串聯(lián)在一起的電感、復(fù) 合開關(guān)和烙斷器，相間補(bǔ)償電路、相零間補(bǔ)償電路與立相電和零線之間連接有電抗器;主控 制器的輸出端還連接有防止精細(xì)無功補(bǔ)償單元溫度過高的溫度傳感器和風(fēng)扇電機(jī)、顯示= 相電治理狀態(tài)的顯示器。
[000引進(jìn)一步的，所述顯示器上設(shè)有GPRS天線接口和SIM卡插槽。
[0009]進(jìn)一步的，=相電的每一相與零線間設(shè)有5路電容調(diào)節(jié)支路與5路電感調(diào)節(jié)支路， =相電的每?jī)上嘀g設(shè)有5路電容調(diào)節(jié)支路;所述相間補(bǔ)償電路和相零間補(bǔ)償電路的調(diào)節(jié) 支路電容器與電感器容量為倍數(shù)關(guān)系，A、B相，B、C相，C、A相，A、零相，B、零相，C、零相，最小 調(diào)節(jié)支路容量為X，第n路支路容量為2" X X。
[0010] 進(jìn)一步的，所述電流采集裝置為電流互感器。
[0011] 進(jìn)一步的，所述電流檢測(cè)裝置位于補(bǔ)償接入點(diǎn)與負(fù)荷之間。
[0012] 本發(fā)明還公布了一種電容電感=相不平衡及無功治理方法，電流采集裝置、電壓 采集裝置采集電網(wǎng)各相的電流電壓，并將電流電壓信號(hào)傳入主控制器，主控制器計(jì)算各相 有功功率和無功功率，根據(jù)無功功率和平衡補(bǔ)償?shù)男枰?jì)算各相間、相零需要補(bǔ)償?shù)娜萘?值，決定需要投入或切除的電容調(diào)節(jié)支路與電感調(diào)節(jié)支路，并輸出至電容調(diào)節(jié)支路與電感 調(diào)節(jié)支路，電容與電感調(diào)節(jié)支路接到控制命令后，投入或切除電容與電感調(diào)節(jié)支路，將有功 功率通過相間補(bǔ)償電路由超前相轉(zhuǎn)移至滯后相，通過相零間補(bǔ)償電路對(duì)無功功率進(jìn)行補(bǔ) 償。
[0013] 進(jìn)一步的，主控制器通過相間電容調(diào)節(jié)支路調(diào)節(jié)S相有功不平衡后，當(dāng)系統(tǒng)中原 有感性無功無法抵消由=相有功不平衡治理所帶來的容性無功，則投入相零間電感補(bǔ)償支 路與系統(tǒng)感性無功共同抵消=相有功不平衡治理所帶來的容性無功，當(dāng)=相有功不平衡治 理后所帶來的容性無功不足W抵消系統(tǒng)中原有感性無功，則投入相零間電容補(bǔ)償支路，通 過=相有功不平衡治理后所帶來的容性無功與相零間電容補(bǔ)償支路共同補(bǔ)償系統(tǒng)中原有 感性無功，進(jìn)一步的，主控制器根據(jù)電流電壓信號(hào)計(jì)算決定需要投入或切除的調(diào)節(jié)支路的 過程為:首先定義在A相、B相間投入電容容量Qab，在B相、C相間投入電容容量化C，在C相、A相 間投入電容容量舶a，A相有功電流Iar, B相有功電流Ibr,討目有功電流IcR，平均有功電流Iav, Iar-Iav= A IaJbr-Iav= A IbJcr-Iav= A Ic,A相無功電流Ial,B相無功電流Ibl,C相無功電流 Icl,有功電流不平衡電流口限Inr,投切延時(shí)設(shè)定值為TcU滿足所有投切條件的實(shí)際延時(shí)為 t，線電壓為U;當(dāng)Iar>Ibr>Icr時(shí)，當(dāng)A Ia^Inr,根據(jù)A Ia計(jì)算出Qab,根據(jù)A Ia+A Ib,計(jì)算出 化C，根據(jù)預(yù)投入相間電容后A、B、C =相的無功值，計(jì)算A、B、C需投入的電容電感容量，根據(jù) Qab、化C值，A、B、C需投入的電容電感容量，計(jì)算投入支路，控制原所有投入支路切除動(dòng)作， 進(jìn)行新投入支路投入動(dòng)作，當(dāng)Icr^ Iar> Ibr或Ibr^ IcR> Iar時(shí)均按上述過程進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)Iar >IcR>IBR時(shí)，當(dāng)IcR>IAV且AIA>INR，根據(jù)AIc計(jì)算出化A，根據(jù)AIc+AIA計(jì)算出QAB，根據(jù)預(yù) 投入相間電容后A、B、C^相的無功值，計(jì)算A、B、C需投入的電容電感容量，根據(jù)Qca、Qab值，A、 B、C需投入的電容電感容量，計(jì)算投入支路，控制原所有投入支路切除動(dòng)作，進(jìn)行新投入支 路投入動(dòng)作，當(dāng)Iav^ Icr且A Ia^ Inr,根據(jù)A Ia計(jì)算出Qab,根據(jù)A Ia+A Ib,此時(shí)A Ib為負(fù)值， 計(jì)算出化C，根據(jù)預(yù)投入相間電容后A、B、C=相的無功值，計(jì)算A、B、C需投入的電容電感容量， 根據(jù)Qab、Qbc值，A、B、C需投入的電容電感容量，計(jì)算投入支路，控制原所有投入支路切除動(dòng) 作，進(jìn)行新投入支路投入動(dòng)作，當(dāng)Icr^ Ibr> Iar或Ibr^ Iar> Icr時(shí)均按上述過程進(jìn)行調(diào)整；當(dāng) Inr>Iar且Inr>Ibr且Inr>Icr相時(shí)，切除所有相間電容，根據(jù)A、B、CS相的無功值，計(jì)算A、B、C 需投入的電容電感容量，根據(jù)A、B、C需投入的電容電感容量，計(jì)算投入支路，控制原所有投 入支路切除動(dòng)作后進(jìn)行新投入支路投入動(dòng)作；當(dāng)確認(rèn)系統(tǒng)缺相后，主控制器直接切除所有 電容電感調(diào)節(jié)支路。
[0014] 進(jìn)一步的，主控制器計(jì)算出各補(bǔ)償電路需要投入電容電感的容值，選擇需要投入 的支路，選擇過程為:設(shè)每一補(bǔ)償電路共有n路補(bǔ)償支路，主控制器計(jì)算出需要的容值為Z， 則該補(bǔ)償電路補(bǔ)償支路投切狀態(tài)共有2"種可能，將每一種可能按容量大小排列，第y種可能 為Ty,如果Ty+l>Z ^Ty，則選擇Ty所對(duì)應(yīng)的支路投切狀態(tài)。
[0015] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明可有效的治理=相電網(wǎng)的不平衡與無功過大現(xiàn)象，利 用相間電容調(diào)節(jié)支路，可W對(duì)=相不平衡進(jìn)行有效的治理，并且在相零間連接多個(gè)電容或 電感調(diào)節(jié)支路，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的無功進(jìn)行有效的治理，調(diào)節(jié)更加精細(xì)，也可W防止過補(bǔ)的現(xiàn)象發(fā) 生。精細(xì)無功補(bǔ)償單元與=相電之間連接電抗器可W濾除諧波，溫度傳感器及風(fēng)扇電機(jī)可 W防止精細(xì)無功補(bǔ)償單元溫度過高影響工作，顯示器上設(shè)有GPRS天線接口和SIM卡插槽， SIM卡插槽上插入SIM卡W后進(jìn)行GPRS通訊，可W對(duì)該裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，使用更加方便。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明電容電感=相不平衡及無功治理裝置的原理圖； 圖2是本發(fā)明精細(xì)無功補(bǔ)償單元一次系統(tǒng)圖； 圖3是本發(fā)明的外部接線圖； 圖中：1、主控制器，2、顯示器，3、風(fēng)扇電機(jī)，4、溫度傳感器，5、精細(xì)無功補(bǔ)償單元，6、相 零間補(bǔ)償電路，6-1、相零間電感補(bǔ)償電路，6-2、相零間電容補(bǔ)償電路，7、相間補(bǔ)償電路，8、 電抗器，9、烙斷器，10、復(fù)合開關(guān)，11-1、電容，11-2、電感，12、SIM插槽，13、GPRS天線接口。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明和限定。
[0018] 如圖1所示，為本發(fā)明相間電容=相不平衡治理裝置的原理圖，所述相間電容=相 不平衡治理裝置包括主控制器1、與主控制器1輸入端Bl相連的電流采集裝置、與主控制1輸 入端Al相連的電壓采集裝置W及與主控制器1輸出端Dl、D2相連的精細(xì)無功補(bǔ)償單元5，電 流采集裝置、電壓采集裝置采集=相電的電流、電壓值，將其傳入主控制器1進(jìn)行處理運(yùn)算， 然后根據(jù)運(yùn)算結(jié)果控制精細(xì)無功補(bǔ)償電路的工作。主控制器1的B2輸出端連接有溫度傳感 器4和風(fēng)扇電機(jī)3,溫度傳感器4檢測(cè)精細(xì)無功補(bǔ)償單元5的實(shí)時(shí)溫度，并在其溫度過高時(shí)啟 動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)3,給精細(xì)無功補(bǔ)償單元5降溫。主控制器1的A2輸出端連接有顯示器2,顯示器2 顯示S相電網(wǎng)的工作狀態(tài)，并且顯示器2上設(shè)有GPRS接口 13和SIM卡插槽12，如圖3所示，圖3 上省略了 A1、B1、B2端口與電流采集裝置、電壓采集裝置W及溫度傳感器、風(fēng)扇電機(jī)的連接， 顯示器2安裝上GPRS天線和SIM卡后可與外界進(jìn)行通訊，也可W對(duì)該裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，使 用更加方便。
[0019] 如圖2所示，為本發(fā)明精細(xì)無功補(bǔ)償單元的一次系統(tǒng)圖，精細(xì)無功補(bǔ)償單元5包括 相間補(bǔ)償電路7和相零間補(bǔ)償電路6,相零間補(bǔ)償電路包括相零間電感補(bǔ)償電路6-1，相零間 電容補(bǔ)償電路6-2,所述相間補(bǔ)償電路7采用電容補(bǔ)償，所述相零間電感補(bǔ)償電路6-1采用電 感補(bǔ)償，所述相零間電容補(bǔ)償電路6-2采用電容補(bǔ)償，相間補(bǔ)償電路7包括連接在S相電之 間的多個(gè)電容調(diào)節(jié)支路，相零間補(bǔ)償電路6包括分別連接在=相電與零線之間的多個(gè)電容 調(diào)節(jié)支路，所述的電感調(diào)節(jié)支路包括串聯(lián)在一起的電感11-1、復(fù)合開關(guān)10和烙斷器9,所述 電容調(diào)節(jié)支路包括串聯(lián)在一起的電容11-2、復(fù)合開關(guān)10和烙斷器9,由萬思定理可知，在A O 相、B相相間投入電容容量為Qab的相間電容，可W在A、B相產(chǎn)生、容性無功，并將A相值為 2 Q文巧 -；；…氣#有功轉(zhuǎn)移至B相。B相、C相，C相、A相相間電容與其相同，系統(tǒng)通過相間電容調(diào)節(jié)支路 調(diào)節(jié)=相有功不平衡后，當(dāng)系統(tǒng)中原有感性無功無法抵消由=相有功不平衡治理所帶來 的容性無功，則投入相零間電感補(bǔ)償支路與系統(tǒng)感性無功共同抵消=相有功不平衡治理所 帶來的容性無功，當(dāng)=相有功不平衡治理后所帶來的容性無功不足W抵消系統(tǒng)中原有感性 無功，則投入相零間電容補(bǔ)償支路，通過=相有功不平衡治理后所帶來的容性無功與相零 間電容補(bǔ)償支路共同補(bǔ)償系統(tǒng)中原有感性無功，W達(dá)到=相平衡的目的，相間補(bǔ)償電路7、 相零間補(bǔ)償電路6與S相電和零線之間連接有電抗器8,電抗器8可W濾除諧波，防止諧波對(duì) 電網(wǎng)和用電負(fù)載的影響，同時(shí)也起到保護(hù)電容器的作用。
[0020] 本發(fā)明通過采集電流電壓，控制復(fù)合開關(guān)過零投切，避免過電壓、火花和干擾。復(fù) 合開關(guān)的基本工作原理是將可控娃開關(guān)與磁保持繼電器并接，實(shí)現(xiàn)電壓過零導(dǎo)通和電流過 零切斷，使復(fù)合開關(guān)在接通和斷開的瞬間具有可控娃開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，而在正常接通期間又具 有接觸器開關(guān)無功耗的優(yōu)點(diǎn)。其實(shí)現(xiàn)方法是:投入時(shí)在電壓過零瞬間可控娃先過零觸發(fā)，穩(wěn) 定后再將磁保持繼電器吸合導(dǎo)通;而切出時(shí)是先將磁保持繼電器斷開，可控娃延時(shí)過零斷 開，從而實(shí)現(xiàn)電流過零切除。
[0021] 本實(shí)施例中，S相電的每一相與零線間設(shè)有5路電容調(diào)節(jié)支路與5路電感調(diào)節(jié)支 路，=相電的每?jī)上嘀g設(shè)有5路電容調(diào)節(jié)支路;所述相間補(bǔ)償電路和相零間補(bǔ)償電路的調(diào) 節(jié)支路電容器與電感器容量為倍數(shù)關(guān)系，A、B相，B、C相，C、A相，A、零相，B、零相，C、零相，最 小調(diào)節(jié)支路容量為X，第n路支路容量為2" X X，調(diào)節(jié)更加精細(xì)，也可W防止過補(bǔ)的現(xiàn)象發(fā)生。
[0022] 本實(shí)施例中，所述電流采集裝置為電流互感器。
[0023] 本實(shí)施例中，所述電流檢測(cè)裝置位于不平衡治理點(diǎn)與負(fù)載之間。
[0024] 本發(fā)明還公布了一種電容電感治理=項(xiàng)不平衡及無功的控制方法，電流采集裝 置、電壓采集裝置采集電網(wǎng)各相的電流電壓，并將電流電壓信號(hào)傳入主控制器，主控制器計(jì) 算各相有功功率和無功功率，根據(jù)無功功率和平衡補(bǔ)償?shù)男枰?jì)算各相間、相零需要補(bǔ)償 的容量值，決定需要投入或切除的電容調(diào)節(jié)支路與電感調(diào)節(jié)支路，并輸出至電容調(diào)節(jié)支路 與電感調(diào)節(jié)支路，電容與電感調(diào)節(jié)支路接到控制命令后，投入或切除電容與電感調(diào)節(jié)支路， 將有功功率通過相間補(bǔ)償電路由超前相轉(zhuǎn)移至滯后相，通過相零間補(bǔ)償電路對(duì)無功功率進(jìn) 行補(bǔ)償。
[0025] 主控制器根據(jù)電流電壓信號(hào)計(jì)算決定需要投入或切除的調(diào)節(jié)支路的過程為:首先 定義在A相、B相間投入電容容量Qab,在B相、C相間投入電容容量化C，在C相、A相間投入電容 容量舶a，A相有功電流Iar,B相有功電流Ibr,討目有功電流Icr,平均有功電流Iav, Iar-Iav= A IaJbr-Iav= A IbJcr-Iav= A Ic,A相無功電流Ial,B相無功電流Ibl,C相無功電流Ia,有功電 流不平衡電流口限Inr,投切延時(shí)設(shè)定值為TcU滿足所有投切條件的實(shí)際延時(shí)為t，線電壓為 U;當(dāng)Iar^ Ibr> Icr時(shí)，當(dāng)A Ia^ Inr，根據(jù)A Ia計(jì)算出Qab，根據(jù)A Ia+A Ib，計(jì)算出化C，根據(jù)預(yù)投 入相間電容后A、B、C^相的無功值，計(jì)算A、B、C需投入的電容電感容量，根據(jù)Qab、Qbc值，A、B、 C需投入的電容電感容量，計(jì)算投入支路，控制原所有投入支路切除動(dòng)作，進(jìn)行新投入支路 投入動(dòng)作，當(dāng)Icr^ Iar> Ibr或Ibr^ IcR> Iar時(shí)均按上述過程進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)Iar^ IcR> Ibr時(shí)，當(dāng) Icr>Iav且A Ia^Inr,根據(jù)A Ic計(jì)算出Qca,根據(jù)A Ic+A Ia計(jì)算出Qab,根據(jù)預(yù)投入相間電容后 A、B、C^相的無功值，計(jì)算A、B、C需投入的電容電感容量，根據(jù)Qca、Qab值，A、B、C需投入的電 容電感容量，計(jì)算投入支路，控制原所有投入支路切除動(dòng)作，進(jìn)行新投入支路投入動(dòng)作，當(dāng) Iav^Icr且A Ia^Inr,根據(jù)A Ia計(jì)算出Qab,根據(jù)A Ia+A Ib,此時(shí)A Ib為負(fù)值，計(jì)算出化C，根據(jù) 預(yù)投入相間電容后A、B、C=相的無功值，計(jì)算A、B、C需投入的電容電感容量，根據(jù)Qab、化C值， A、B、C需投入的電容電感容量，計(jì)算投入支路，控制原所有投入支路切除動(dòng)作，進(jìn)行新投入 支路投入動(dòng)作，當(dāng)Icr^ Ibr> Iar或Ibr^ Iar> Icr時(shí)均按上述過程進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)Inr> Iar且Inr> Ibr且Inr> Icr相時(shí)，切除所有相間電容，根據(jù)A、B、C=相的無功值，計(jì)算A、B、C需投入的電容 電感容量，根據(jù)A、B、C需投入的電容電感容量，計(jì)算投入支路，控制原所有投入支路切除動(dòng) 作后進(jìn)行新投入支路投入動(dòng)作；當(dāng)確認(rèn)系統(tǒng)缺相后，主控制器直接切除所有電容電感調(diào)節(jié) 支路。
[0026] 本實(shí)施例中，主控制器計(jì)算出各補(bǔ)償電路需要投入電容電感的容值，選擇需要投 入的支路，選擇過程為:設(shè)每一補(bǔ)償電路共有n路補(bǔ)償支路，主控制器計(jì)算出需要的容值為 Z，則該補(bǔ)償電路補(bǔ)償支路投切狀態(tài)共有2"種可能，將每一種可能按容量大小排列，第y種可 能為Ty，如果Ty+l > Z > Ty，則選擇Ty所對(duì)應(yīng)的支路投切狀態(tài)。
[0027] 支路投切選擇如下表，設(shè)最小支路容量為Ikvar，則第2路為化var，第3路為4kvar， 第4路為Skvar，第5路為16kvar，如需要4.化var容量，則1'6> 4.2 > T日，選擇T日支路投切方式， 即支路1至5的投切為切、切、投、切、切。
[002引
、、、、、、、、、、、、、4、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、C、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、a、、^、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、A、、、、a、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4 、、、、、、、??、、、、、、、. W上描述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明作出的修改和等同 性替換，屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 電容電感三相不平衡及無功治理裝置，其特征在于:包括主控制器、與主控制器輸入 端相連的電流采集裝置和電壓采集裝置、與主機(jī)控制器輸出端相連的精細(xì)無功補(bǔ)償單元， 電流采集裝置、電壓采集裝置采集三相電的電流、電壓值，將其傳入主控制器進(jìn)行處理運(yùn) 算，所述精細(xì)無功補(bǔ)償單元包括相間補(bǔ)償電路和相零間補(bǔ)償電路，所述相間補(bǔ)償電路采用 電容補(bǔ)償，所述的相零間補(bǔ)償電路采用電容或電感補(bǔ)償，相間補(bǔ)償電路包括連接在三相電 之間的多個(gè)電容調(diào)節(jié)支路，相零間補(bǔ)償電路包括分別連接在三相電與零線之間的多個(gè)電容 調(diào)節(jié)支路與多個(gè)電感調(diào)節(jié)支路，所述電容調(diào)節(jié)支路包括串聯(lián)在一起的電容、復(fù)合開關(guān)和熔 斷器，所述電感調(diào)節(jié)支路包括串聯(lián)在一起的電感、復(fù)合開關(guān)和熔斷器，相間補(bǔ)償電路、相零 間補(bǔ)償電路與三相電和零線之間連接有電抗器;主控制器的輸出端還連接有防止精細(xì)無功 補(bǔ)償單元溫度過高的溫度傳感器和風(fēng)扇電機(jī)、顯示三相電治理狀態(tài)的顯示器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容電感三相不平衡及無功治理裝置，其特征在于:所述顯示 器上設(shè)有GPRS天線接口和S頂卡插槽。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容電感三相不平衡及無功治理裝置，其特征在于:三相電的 每一相與零線間設(shè)有5路電容調(diào)節(jié)支路與5路電感調(diào)節(jié)支路，三相電的每?jī)上嘀g設(shè)有5路 電容調(diào)節(jié)支路;所述相間補(bǔ)償電路和相零間補(bǔ)償電路的調(diào)節(jié)支路電容器與電感器容量為倍 數(shù)關(guān)系，A、B相，B、C相，C、A相，A、零相，B、零相，C、零相，最小調(diào)節(jié)支路容量為X，第η路支路容 量為2 ηΧχ。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容電感三相不平衡及無功治理裝置，其特征在于:所述電流 采集裝置為電流互感器。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容電感三相不平衡及無功治理裝置，其特征在于:所述電流 檢測(cè)裝置位于補(bǔ)償接入點(diǎn)與負(fù)荷之間。6. 電容電感三相不平衡及無功治理方法，其特征在于：電流采集裝置、電壓采集裝置采 集電網(wǎng)各相的電流電壓，并將電流電壓信號(hào)傳入主控制器，主控制器計(jì)算各相有功功率和 無功功率，根據(jù)無功功率和平衡補(bǔ)償?shù)男枰?jì)算各相間、相零需要補(bǔ)償?shù)娜萘恐?，決定需要 投入或切除的電容調(diào)節(jié)支路與電感調(diào)節(jié)支路，并輸出至電容調(diào)節(jié)支路與電感調(diào)節(jié)支路，電 容與電感調(diào)節(jié)支路接到控制命令后，投入或切除電容與電感調(diào)節(jié)支路，將有功功率通過相 間補(bǔ)償電路由超前相轉(zhuǎn)移至滯后相，通過相零間補(bǔ)償電路對(duì)無功功率進(jìn)行補(bǔ)償。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容電感三相不平衡及無功治理方法，其特征在于：主控制器 通過相間電容調(diào)節(jié)支路調(diào)節(jié)三相有功不平衡后，當(dāng)系統(tǒng)中原有感性無功無法抵消由三相有 功不平衡治理所帶來的容性無功，則投入相零間電感補(bǔ)償支路與系統(tǒng)感性無功共同抵消三 相有功不平衡治理所帶來的容性無功，當(dāng)三相有功不平衡治理后所帶來的容性無功不足 以抵消系統(tǒng)中原有感性無功，則投入相零間電容補(bǔ)償支路，通過三相有功不平衡治理后所 帶來的容性無功與相零間電容補(bǔ)償支路共同補(bǔ)償系統(tǒng)中原有感性無功。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容電感三相不平衡及無功治理方法，其特征在于：主控制器 根據(jù)電流電壓信號(hào)計(jì)算決定需要投入或切除的調(diào)節(jié)支路的過程為:首先定義在Α相、Β相間 投入電容容量Qab，在B相、C相間投入電容容量Q BC，在C相、A相間投入電容容量QCA，A相有功電 流Iar，B相有功電流IBR，C相有功電流Icr，平均有功電流^山1?-^=&1 /1，1冊(cè)-1]?=&16，1?-Iav= Δ IC，A相無功電流Ial，B相無功電流Ibl，C相無功電流Ια，有功電流不平衡電流門限Inr， 投切延時(shí)設(shè)定值為Td，滿足所有投切條件的實(shí)際延時(shí)為t，線電壓為U;當(dāng)Iar多I Br>Icr時(shí)，當(dāng) Α Ια彡Inr，根據(jù)Α Ια計(jì)算出Qab，根據(jù)A IA+A Ib，計(jì)算出Qbc，根據(jù)預(yù)投入相間電容后A、B、C三 相的無功值，計(jì)算A、B、C需投入的電容電感容量，根據(jù)QAB、QBC值，A、B、C需投入的電容電感容 量，計(jì)算投入支路，控制原所有投入支路切除動(dòng)作，進(jìn)行新投入支路投入動(dòng)作，當(dāng)Icr多Iar> Ibr或Ibr> Icr> Iar時(shí)均按上述過程進(jìn)調(diào)整；當(dāng)Iar> Icr> Ibr時(shí)，當(dāng)Icr> Iav且Δ Ia^： Inr，根 據(jù)Λ Ic計(jì)算出Qca，根據(jù)Δ Ic+Δ IA計(jì)算出QAB，根據(jù)預(yù)投入相間電容后A、B、C三相的無功值，計(jì) 算A、B、C需投入的電容電感容量，根據(jù)Q CA、QAB值，A、B、C需投入的電容電感容量，計(jì)算投入支 路，控制原所有投入支路切除動(dòng)作，進(jìn)行新投入支路投入動(dòng)作，當(dāng)Iav多Icr且△ Ια多Inr，根據(jù) Α Ια計(jì)算出QAB，根據(jù)Δ Ια+Δ Ib，此時(shí)Δ Ib為負(fù)值，計(jì)算出QBC，根據(jù)預(yù)投入相間電容后A、B、C三 相的無功值，計(jì)算A、B、C需投入的電容電感容量，根據(jù)Q AB、QBC值，A、B、C需投入的電容電感容 量，計(jì)算投入支路，控制原所有投入支路切除動(dòng)作，進(jìn)行新投入支路投入動(dòng)作，當(dāng)Icr多Ibr> Iar或Ibr> Iar>Icr時(shí)均按上述過程進(jìn)彳丁調(diào)整；當(dāng)Inr>Iar且Inr> Ibr且Inr> Icr相時(shí)，切除所有 相間電容，根據(jù)A、B、C三相的無功值，計(jì)算A、B、C需投入的電容電感容量，根據(jù)A、B、C需投入 的電容電感容量，計(jì)算投入支路，控制原所有投入支路切除動(dòng)作后進(jìn)行新投入支路投入動(dòng) 作；當(dāng)確認(rèn)系統(tǒng)缺相后，主控制器直接切除所有電容電感調(diào)節(jié)支路。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容電感三相不平衡及無功治理方法，其特征在于： 主控制器計(jì)算出各補(bǔ)償電路需要投入電容電感的容值，選擇需要投入的支路，選擇過 程為:設(shè)每一補(bǔ)償電路共有η路補(bǔ)償支路，主控制器計(jì)算出需要的容值為z，則該補(bǔ)償電路補(bǔ) 償支路投切狀態(tài)共有2η種可能，將每一種可能按容量大小排列，第y種可能為T y，如果Ty+1>z 多Ty，則選擇Ty所對(duì)應(yīng)的支路投切狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H02J3/26GK106099957SQ201610398848
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】張帆, 單冠華, 王山磊, 曹文華, 劉鼎立
【申請(qǐng)人】山東電工電氣集團(tuán)新能科技有限公司