[发明专利]智能无功补偿综合控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力技术领域的控制装置，特别涉及一种适用于配电变压器或24kV～220V的馈电线路的智能无功补偿综合控制装置。

背景技术

在工业、农业和生活用电负载中，有很多是感性负载，比如：异步电动机、变压器、日光灯等，感性负载工作时除了消耗有功功率外，还需要从电网中吸收大量的无功功率，使功率因数很低。如日光灯负载的功率因数只有0.54左右，电扇、洗衣机、收录机、电冰箱等的功率因数约在0.65～0.85，工业小用户的功率因数更差，再加上输配电线路和变压器本身有一定的无功损耗，因此，整个低压配电网的功率因数都较低。低压电网消耗的无功功率主要靠上级电网远距离输送，由于大量的无功功率在电网中流动，造成线路电能损耗，电压降增大，影响了电能质量、降低了电网的经济效益和配电变压器的供电能力。

为了达到节能减损的目的，需要对配电网进行无功补偿。目前，最常采用的无功补偿设备为电容器。无功补偿电容器如何配置及对它是否能进行合理、优化控制，不仅关系其补偿效果，而且对提高电压合格率、提高电能质量、节能降耗都很有关系，也关系到电容器本身的安全和使用寿命。但是现有的无功补偿控制器功能比较简单，控制判据比较单一，不能实现对电容器的优化控制。

发明内容

为了克服现有的无功补偿控制器控制判据单一和功能简单的缺陷，本发明提供了一种智能无功补偿综合控制装置，该控制装置采用电网无功功率或电网功率因数作为控制电容器组投、切的判据、以电压作为约束条件，并根据实测的三相总无功功率和各相无功功率的大小，优选最合适的补偿控制策略(三相共补或分补)和最优的补偿容量，以选择最合适的电容器组进行投、切控制，使输配电线路的无功功率交换最小，这样既能有效地提高了电网的功率因数，又避免了过补偿或欠补偿，并保证了电网的电压质量，还有利于节能降损。

技术方案：

一种智能无功补偿综合控制装置，包括中央处理单元、电压输入单元、电流输入单元、A/D转换单元、开关电源和补偿电容器投切出口驱动单元，其特征在于，所述开关电源与所述中央处理单元相连为所述智能无功补偿综合控制装置供电；所述中央处理单元包括依次相连的数据接收模块、计算模块和判断模块，所述电压输入单元包括电压互感器及信号处理电路，用于将输入的三相电压转换成A/D转换单元所需的弱电信号，弱电信号经所述A/D转换单元转换成数字量后输入给所述数据接收模块，所述电流输入单元包括电流互感器及信号处理电路，用于将输入的三相电流转换成A/D转换单元所需的弱电信号，弱电信号经所述A/D转换单元转换成数字量后输入给所述数据接收模块；所述计算模块根据数据接收模块接收到的三相电压数字量和三相电流数字量计算出电网参数，所述电网参数包括三相电压、三相电流、三相功率因数、三相有功功率、三相无功功率、总功率因数、总有功功率和总无功功率；所述判断模块根据所述计算模块计算得出的电网参数进行判断，所述判断过程为：步骤一、将电网无功功率或电网功率因数作为控制判据，判断是否需要投、切电容器组，若不需要投、切，则继续监测电网参数，若需要投、切，则进入下一步；步骤二、判断三相电压是否均处于允许投、切的范围内，若三相电压均处于允许投、切的范围内，则到下一步，若任一相电压超出允许投、切的范围，则发出禁止该相电容器组投切信号并进入步骤四；步骤三、计算无功功率缺额值或超额值，选择与无功功率缺额值或超额值最接近的电容器组用于投、切，并转入步骤五；步骤四、根据所述禁止某相电容器组投切信号，计算出其余相的无功功率缺额值或超额值，选择与无功功率缺额值或超额值最接近的电容器组用于投、切；步骤五、判断步骤三或步骤四中所选择的电容器组是否处于闭锁状态，若处于闭锁状态，则返回步骤三或步骤四重新选择电容器组，否则进入下一步；步骤六：将针对步骤三或步骤四所选择的电容器组的投、切指令输入给补偿电容器投切出口驱动单元；其中，所述电网无功功率包括三相无功功率和/或总无功功率，所述电网功率因数包括三相功率因数和/或总功率因数，所述补偿电容器投切出口驱动单元根据投、切指令控制共补电容器组和/或分补电容器组进行投或切。

所述判断模块还包括如下判断步骤：将三相电压与电容器的过电压保护定值和电容器的欠电压保护定值进行比较，若任一相电压大于或等于电容器的过电压保护定值、或者任一相电压小于或等于电容器的欠电压保护定值时，并且保护动作延时已到；对于分补、则切除该相已投入的分补电容器组，对于共补、则切除所有已投入的共补电容器组。