[发明专利]一种能在线检测与控制无功补偿电容器的方法及其无功补偿控制器

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种应用于电力系统中的检测与控制方法及其检测仪器，更具体地说是涉及一种能在线检测与控制无功补偿电容器的方法及其控制器。

【背景技术】

电力系统的无功功率必须平衡，亦即电力系统发出的无功功率必须等于负荷无功功率与变压器、电力线路消耗的无功功率之和。电力系统中无功功率造成的损耗相当大，一般约占系统总损耗的50％。这些损耗的很大部分是由于无功功率在变压器和电力线路传输过程中造成的，因此减少无功功率的传输，实现无功功率的就地平衡是减少电力系统损耗的一个重要方法。为实现无功功率就地平衡，现在普遍采用的是并联电容器就地补偿。使用电容器能补偿负荷感性无功功率以提高功率因数，故又称移相电容器，它常并联接于输配电线路或配电装置的母线上，故又称并联电容器。由于电容器可分散安装，越靠近负荷集中处安装，就越会获得理想的技术经济效果。

然而，目前使用电容器进行无功补偿的无功补偿控制器，不能够在线检测电容器工作的状况及性能参数，因此，当运行中电容器三相电容值及差值或介损损耗增加而不能正常工作的时候，不能检测到是哪一组的电容器出现了问题，使电容器长期带病运行，降低了补偿效果，严重时不仅没有降低损耗，反而增加了损耗。

如果定期停电逐组检测，不仅工作量大，还及其不方便。鉴于此问题本发明人设计出本发明。

【发明内容】

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种能够检测出每一组并联电容器工作状况及性能参数的方法，本发明也同时提供了一种无功补偿控制器。本方法和无功补偿控制器能检测到是哪一组的电容器出现了问题，避免电容器长期带病运行，增强补偿效果。

本发明是这样实现的：一种能在线检测与控制无功补偿电容器的方法，该方法通过顺次连接的外部电参量引入电路、交流转换电路、采样保持电路、多路开关、A/D转换电路、CPU、存储器，以及与CPU相连的显示报警电路和开关电路执行在线检测与控制无功补偿电容器，其特征在于该方法包含以下步骤：

a、外部电参量引入电路引入电源侧交流电压和交流电流以及无功补偿电容器侧的交流线电流，然后将这些较高的电压、电流传给交流转换电路；

b、交流转换电路将步骤a中较高的交流电压、电流转换成较低的交流电压、电流传给采样保持电路；

c、通过采样保持电路将较低的交流电压、电流在每周期内采样N次，每次采样后保持在保持电路中，然后通过多路开关依次传给A/D转换电路；

d、A/D转换电路将步骤c中采样的模拟量转换成数字值，在CPU的控制下录入到存储器中；

e、CPU根据录入到存储器中的数据计算出电源侧的总功率因数以及每组电容器工作状况及性能参数；

f、CPU将功率因数与投入门限比较，比较结果低于投入门限，则CPU控制开关电路增投一组电容器；比较结果高于切除门限则CPU控制开关电路切除一组电容器，完成无功补偿控制功能；

g、将电容器组工作状况及性能参数与预先给定的正常工作值或范围进行比较，若比较结果在允许值内，则不报警；比较结果不在允许值内，CPU控制显示报警电路进行报警，此时CPU控制开关电路切断此组电容器组；

如上所述的一种能在线检测与控制无功补偿电容器的方法，其特征在于CPU5从存储器中取电压数字值和电源侧一相电流数字值，计算出功率因数与设定值比较；低于投入门限则CPU5控制开关电路8增投一组电容器，高于切除门限则CPU5控制开关电路8切除一组电容器；

如上所述的一种能在线检测与控制无功补偿电容器的方法，其特征在于CPU根据测得的电容器组线电流值求出第一组各相电容器相电流值的有效值，根据公式C＝I/(2πfU)可以求出第一组各相电容器的电容值：C_AB1＝I_AB/(2πfU_AB)、C_BC1＝I_BC/(2πfU_BC)、C_CA1＝I_CA/(2πfU_CA)；根据公式Q＝2πfCU_n²可求出额定电压时的电容器容量，如果电容器电容值或三相电容差值或电容器容量超过允许值，则显示报警电路进行报警，CPU控制开关电路，使该组电容器退出运行，如在允许值内则不报警，电容器组正常运行；以后再投入新电容器组，求出各相的总电容值，各相总电容值减去前以投入运行的电容器组各相电容值则等于新投入电容器组各相电容器的电容值；