專利名稱：母線無功優(yōu)化補償控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種母線無功優(yōu)化補償控制器，屬于電力設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的無功補償控制器采用固定容量電容器組、磁控電抗器組，通過對電力母線系統(tǒng)無功功率的采樣，控制電容器組和磁控電抗器組的投切，實現(xiàn)無功功率分級調(diào)節(jié)，提高功率因數(shù)；由于電容器及電抗器容量都為固定值，故其不能實現(xiàn)無功功率的無線連續(xù)調(diào)節(jié)、 調(diào)節(jié)方式是離散的，使得供電母線絕大多數(shù)時間處于欠補或過補狀態(tài)，不能取得理想的補償效果，而且對容器頻繁投切導(dǎo)致的合閘涌流及投切震蕩會對供電設(shè)備的使用壽命造成嚴(yán)重的損害?，F(xiàn)在采用晶閘管過零投切技術(shù)的靜止無功補償裝置(SVC)逐漸占據(jù)了主導(dǎo)的地位。此類裝置中電容器始終并聯(lián)在母線上，采用大容量磁控磁控電抗器組(MCR)作為調(diào)節(jié)單元，控制電路控制電抗器感性無功的輸出容量。這類裝置避免了電容器投切時的合閘涌流及過電壓，基于MCR的動態(tài)無功補償裝置可實現(xiàn)最大容性無功到最大感性無功的連續(xù)調(diào)節(jié)。其工作原理是當(dāng)供電母線為感性無功時，控制電路根據(jù)負載感性無功電流的大小改變可控硅的導(dǎo)通角，從而改變流過MCR的電流，維持系統(tǒng)電壓或功率因數(shù)不變。當(dāng)母線為容性負載時，需要手動切除電容器，然后控制電路控制MCR對母線進行感性補償。在無法手動切除電容器時就需要配與固定電容器組等容量的MCR來實現(xiàn)系統(tǒng)無功平滑無極調(diào)節(jié)，只是整套設(shè)備成本過高，經(jīng)濟效益差，且自動化程度低。

實用新型內(nèi)容根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種可以克服上述缺陷，自動化程度高，既能降低成本，又能滿足無功功率連續(xù)無隙補償?shù)哪妇€無功優(yōu)化補償控制器。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種母線無功優(yōu)化補償控制器，包括母線、電容器組和磁控電抗器組，電容器組并聯(lián)設(shè)置與母線連接，磁控電抗器組與電容器組對應(yīng)設(shè)置，與母線連接，其特征在于所述的電容器組通過投切開關(guān)與母線連接， 磁控電抗器組通過控制器與母線連接，控制器還與電容器組相連接。所述的控制器包括信號采集單元、處理裝置和控制電路，母線通過信號采集單元連接處理裝置，處理裝置連接控制電路，控制電路分別連接磁控電抗器組和電容器組的投切開關(guān)。所述的信號采集單元包括電流互感器、電壓互感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電流互感器和電壓互感器連接母線后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接處理裝置。所述的處理裝置包括依次通信連接的FPGA模塊、DSP模塊和主控CPU，F(xiàn)PGA模塊與信號采集單元連接，主控CPU連接控制電路。信號采集單元采集到的母線信號進入處理裝置，處理裝置計算出需要補償?shù)娜菪詿o功容量，從電容器組中選出大于等于與所需無功補償容量的一組電容器，由于電容器組的容量不可調(diào)，若大于所需補充的容量，再計算出磁控電抗器組的感性無功補償容量，用于抵消固定電容器組的部分容性無功。整個控制過程最后由主控CPU通過控制電路連接需接通電容器的投切開關(guān)，并對磁控電抗器組進行調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)無功功率為零、功率因數(shù)在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)?？刂齐娐窞槟壳俺Ｓ玫拇趴仉娍蛊骺刂齐娐罚渫ㄟ^繼電器連接電容器組的投切開關(guān)，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，不再贅述。本實用新型所具有的有益效果是設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單有效，處理裝置為依次通信連接的FPGA模塊、DSP模塊和主控CPU計算能力強，計算出需要無功功率補償?shù)臄?shù)值后，選中需要投入使用的電容器組進行容性無功補償并根據(jù)實際情況通過磁控電抗器組進行感性無功補償，不需配備與固定電容器組等容量的磁控電抗器組便可實現(xiàn)對母線的無功功率補償，具有成本低和自動化程度高的優(yōu)點。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型方框原理圖；圖中1、母線；2、電容器組；3、磁控電抗器組；4、控制器；5、投切開關(guān)。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例做進一步描述如圖1 圖2所示，一種母線無功優(yōu)化補償控制器，包括母線1、電容器組2和磁控電抗器組3，電容器組2并聯(lián)設(shè)置與母線連接1，磁控電抗器組3與電容器組2對應(yīng)設(shè)置，與母線1連接，所述的電容器組2通過投切開關(guān)5與母線1連接，磁控電抗器組3通過控制器 4與母線1連接，控制器4還與電容器組2連接?？刂破?包括信號采集單元、處理裝置和控制電路，母線1通過信號采集單元連接處理裝置，處理裝置連接控制電路，控制電路分別連接磁控電抗器組和電容器組的投切開關(guān)。信號采集單元包括電流互感器、電壓互感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電流互感器和電壓互感器連接母線后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接處理裝置。處理裝置包括依次通信連接的FPGA模塊、DSP模塊和主控CPU，F(xiàn)PGA模塊與信號采集單元連接，主控CPU連接控制電路。電流互感器和電壓互感器將采集到的母線的電壓信號傳送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器在FPGA模塊的控制下，經(jīng)八通道同步高速采樣將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，采樣頻率為256SPS，F(xiàn)PGA模塊根據(jù)此采樣數(shù)據(jù)進行FFT計算，將FFT計算結(jié)果傳送到DSP模塊，由 DSP模塊計算出有功功率、無功功率、功率因數(shù)等電參數(shù)，電參數(shù)傳送到主控CPU，主控CPU 根據(jù)無功功率計算出需投入的電容器組，并通過控制電路將其接通，若需進行感性補償時主控CPU還可通過控制電路調(diào)節(jié)磁控電抗器組，使得電容器組和磁控電抗器組投入正確的補償容量，功率因數(shù)向1快速回歸。
權(quán)利要求1.一種母線無功優(yōu)化補償控制器，包括母線、電容器組和磁控電抗器組，電容器組并聯(lián)設(shè)置與母線連接，磁控電抗器組與電容器組對應(yīng)設(shè)置，與母線連接，其特征在于所述的電容器組通過投切開關(guān)與母線連接，磁控電抗器組通過控制器與母線連接，控制器還與電容器組相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的母線無功優(yōu)化補償控制器，其特征在于所述的控制器包括信號采集單元、處理裝置和控制電路，母線通過信號采集單元連接處理裝置，處理裝置連接控制電路，控制電路分別連接磁控電抗器組和電容器組的投切開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的母線無功優(yōu)化補償控制器，其特征在于所述的信號采集單元包括電流互感器、電壓互感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電流互感器和電壓互感器連接母線后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接處理裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的母線無功優(yōu)化補償控制器，其特征在于所述的處理裝置包括依次互通信連接的FPGA模塊、DSP模塊和主控CPU，F(xiàn)PGA模塊與信號采集單元連接，主控 CPU連接控制電路。
專利摘要本實用新型涉及一種母線無功優(yōu)化補償控制器，屬于電力設(shè)備領(lǐng)域。所述的母線無功優(yōu)化補償控制器，包括母線、電容器組和磁控電抗器組，電容器組并聯(lián)設(shè)置與母線連接，磁控電抗器組與電容器組對應(yīng)設(shè)置，與母線連接，其特征在于所述的電容器組通過投切開關(guān)與母線連接，磁控電抗器組通過控制器與分別與電容器組的各個電容器相連接。本實用新型，結(jié)構(gòu)簡單有效，處理裝置計算能力強，計算出需要無功功率補償?shù)臄?shù)值后，選中需要投入使用的電容器組進行容性無功補償并根據(jù)實際情況通過磁控電抗器組進行感性無功補償，不需配備與固定電容器組等容量的磁控電抗器組便可實現(xiàn)對母線的無功功率補償，具有成本低和自動化程度高的優(yōu)點。
文檔編號H02J3/18GK202268703SQ201120406219
公開日2012年6月6日 申請日期2011年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月22日
發(fā)明者劉海龍, 文剛, 欒慶宏, 陳津 申請人:淄博康潤電氣有限公司