[发明专利]一种电力机车功因数补偿控制方法及装置

权利要求书

1.一种电力机车功率因数补偿控制方法，其特征在于：所述的电力机车功率因数补偿控制是根据检测电网电压和流入机车的电流，采用电网电压移相90度与电网电流乘积后滤波检测无功的方法；读入有功和无功功率，并以此计算出功率因数，再以机车的无功控制和电网电压为目标，根据功率因数及电网电压决定功率因数补偿支路的投切，以功率因数大于0.9为目标对功率因数补偿支路控制；投切以无功为控制目标的同时引入电网电压为控制目标，其中，投切以无功为控制目标是：

当无功Q>480kvar时投入一组功率因数补偿支路，直到四组全部投入；当无功Q<120kvar时切除一组功率因数补偿支路，直到四组全部切除；

引入电网电压为控制目标是：

当电网电压较高时以无功为控制目标，在电网电压较低时，以无功为控制目标时，同时引入电网电压为控制目标，让更多的支路投入工作；

支路投切判据分三种情况来考虑：

电压低于19kV时，以电网电压恒压为22kV为控制目标,支路全部依次投入；

 电压22kV～29kV时，以无功为控制目标，无功功率大于480kvar时投入一支路，直至四支路全部投入；小于-100kvar时，切除一支路；

电网电压高于29kV时，以电网电压小于29kV为控制目标：依次切除全部支路，直到电压低于29kV；全部切除时，电压如高于29kvar时，不再投入；

同时根据功率因数补偿支路晶闸管开关电压极性，决定晶闸管的开关脉冲；并采集支路的电流，作频谱分析，判断是否过电流，如过电流将分析过电流的原因，采取相应的保护措施；并将功率因数补偿装置的工作状态及电网电压、机车电流、各支路的电流相关信息通过通讯口传向机车微机显示器，由显示器显示。

2.如权利要求1所述的电力机车功率因数补偿控制方法，其特征在于：功率因数补偿支路采用有效值过流或热过流保护，防止过流保护误动作引起的频繁投切。

3.如权利要求2所述的电力机车功率因数补偿控制方法，其特征在于：谐波过流和基波过流采用不同的保护方式；基波过流应立即切除；谐波过电流时，则投入更多的支路，以减小流入过流支路的谐波电流，只有在所有的支路都投入后仍过流时才需要切除；对偶发性过流，故障保护自动恢复，只有在永久故障发生时永久切除故障支路。

4.一种实现权利要求1所述电力机车功率因数补偿控制方法的功率因数补偿装置，其特征在于：功率因数补偿装置由两块6U板插件完成；其中一块为接口板，包括输入/输出模拟信号和数字信号的处理部分；另一块为控制板，包括功率计算部分、功率因数补偿支路的投切部分，以及故障处理部分。

5.如权利要求4所述的功率因数补偿装置，其特征在于：功率因数补偿装置的控制核心采用cygnal系列高性能高速CPU；逻辑部分采用CPLD。

6.如权利要求4所述的功率因数补偿装置，其特征在于：功率因数补偿装置中增加永久性和瞬时性故障的判断功能，瞬时故障时自动恢复，永久故障则立即切除功率因数补偿支路。

7.如权利要求4所述的功率因数补偿装置，其特征在于：功率因数补偿装置的支路过电压保护动作值设置与机车牵引过压保护值一致或使用同一个过压保护信号；且功率因数补偿控制装置采用RS232和RS485通讯口。

8.如权利要求4所述的功率因数补偿装置，其特征在于：功率因数补偿装置将支路电流互感器的二次侧取样电阻从互感器上移至控制板上，滤波支路电流信号的传递为电流方式传递。