[發明專利]基于瞬時電流電壓的無功補償電路三相電納計算方法

無效

• 申請號: 201210255058.1
• 申請日: 2012-07-23
• 公開（公告）號: CN102749527A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 張華軍;陳方元;褚學征;尉強
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: G01R29/00
• 分類號: G01R29/00;G01R22/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金行業中電力系統無功補償與諧波治理領域，尤其涉及一種基于瞬時電流電壓的無功補償電路三相電納計算方法。

背景技術

針對鋼鐵冶金電力系統中三相不平衡負載進行無功補償時，由于需要針對每一相負載單獨進行無功補償，因此需要實時計算補償電路所需電納。而傳統的基于電流正序、負序分解來計算電納的方法需要實時檢測負載每相電流的幅值和相位，檢測方法過于復雜而導致計算量偏大。因此，有必要提供一種新型方法，以便克服傳統的方法存在的缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種基于負載電流電壓瞬時值計算無功補償電路三相電納的計算方法，該方法能夠利用每次采樣數據快速、準確計算得到補償電路每相電納值。

本發明解決其技術問題采用以下的技術方案：?

本發明提供的無功補償電路三相電納計算方法，是一種基于瞬時電流電壓的無功補償電路三相電納計算方法，該方法只需采樣瞬時電壓、電流值進行積分，具體步驟包括：

（1）測量基波頻率???????????????????????????????????????????????，單位赫茲，則基波周期，單位秒；

（2）測量A相負載母線電壓有效值U，單位伏特；

（3）測量三相電路中的電流瞬時值、、，單位安培；

（4）測量三相電路中的線電壓瞬時值、、，單位伏特；

（5）按照下述公式計算無功補償電路三相電納值：

???，

其中，、、為三相電路電納，表示區間上的積分，t為任意實數。

上述無功補償電路三相電納計算方法使用時，只要負載不發生變化，所得出的補償電路三相電納就保持不變。

本發明其與現有技術相比具有以下主要的優點：

利用每次采樣獲得的瞬時電壓、電流數據計算補償電路所需導納，較其他方法能夠更快、更簡單獲得準確的計算結果，非常適合工程實際中的應用。

附圖說明

圖1為三相電路系統中利用電抗器、電容器補償無功功率的原理示意圖。

圖2為A、B、C三相電流曲線。

圖3為三相線電壓、、曲線。

圖4為三相補償電路電納、、變化曲線。

具體實施方式

本發明提供的無功補償電路三相電納計算方法，是一種基于瞬時電流電壓的無功補償電路三相電納計算方法，該方法先測量基波頻率、測量A相負載母線電壓有效值U、測量三相電路中的電流瞬時值和線電壓瞬時值，然后對采樣后的瞬時電壓和瞬時電流值進行積分，即可得到所述無功補償電路的三相電納。

本發明提供的無功補償電路三相電納計算方法，可以采用包括以下步驟的方法：

首先，三相電路系統中利用電抗器、電容器補償無功功率的原理如圖1所示，其中A、B、C相電壓分別為、、，、、分別為負荷系統中A相與B相之間的導納、B相與C相之間的導納、C相與A相之間的導納，、、分別為補償系統中A相與B相之間的導納、B相與C相之間的導納、C相與A相之間的導納，三相電壓滿足如下關系式：

??????????????????????????????????????????????????（1）

式（1）中U為三相電壓有效值，按照對稱分量法獲得的無功補償電路電納計算公式有：

?????????????????????????????（2）

公式（2）中A相負荷電流為、B相負荷電流為、C相負荷電流為。從公式（2）可知若要計算無功補償電路電納需要檢測負載電流幅值和相位，這個對于含有諧波的電力系統來說需要利用傅里葉變換或是小波變換之類的方法才能得到，而傅里葉變換和小波變換是比較復雜的信號處理方法，需要大量的計算才能實現。因此，本發明提出一種基于電流、電壓瞬時值來計算無功補償電路三相電納的計算方法。

將公式（2）右側分子分母同時乘以U，并利用公式（1）中、、之間的關系，可得如下公式：

??????????????????????（3）

由于一個周期中的無功功率可以按照下式計算：

???????????????????????????????????????????（4）