[發明專利]三相四線制電網部分調壓調容無功補償裝置及方法

有效

• 申請號: 201310460406.3
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103490432A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 韋壽祺;劉志杰;蘇振源;陳敘;黎明;李雪嬌;崔九喜
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

1.三相四線制電網部分調壓調容無功補償裝置，其特征在于：包括U相、V相和W相調壓調容無功補償單元和控制單元（6），其中每相調壓調容無功補償單元主要由電流檢測元件（1），電壓檢測元件（2），全壓補償電容組（3），自偶變壓器（4）和調壓電容組（5）組成；

每相電流檢測元件（1）串聯在該相電網的火線上，每相電壓檢測元件（2）并聯在該相電網的火線和零線上，每相電流檢測元件（1）和每相電壓檢測元件（2）的信號輸出端與控制單元（6）的輸入端相連；

每相全壓補償電容組（3）由n-1條并聯在該相電網火線和零線上的并聯支路組成；每條支路均由1個雙向晶閘管B1i、1個熔斷器Fi、1個電感Li和1個電容Ci串聯而成；雙向晶閘管B1i的T1端連接該相電網的火線，雙向晶閘管B1i的T2端經熔斷器Fi、電感Li和電容Ci與該相電網的零線相連；雙向晶閘管B1i的T2端連接控制單元（6）的輸入端，雙向晶閘管B1i的G端連接控制單元（6）的輸出端；上述i=1，2，……，n-1；其中n為每相電容的等分組數；

每相自偶變壓器（4）有m級輸出電壓即具有m個電壓輸出端，且相鄰兩電壓輸出端的級壓差一致；該自偶變壓器（4）的輸入端并聯在該相電網的火線和零線上；

每相調壓電容組（5）由1個電容Cn、1個熔斷器Fn和m個雙向晶閘管B2j組成；每個雙向晶閘管B2j的T1端連接自偶變壓器（4）的一個電壓輸出端，所有雙向晶閘管B2j的T2端相連后分為2路，一路經熔斷器Fn和電容Cn和接至該相電網的零線，一路連接控制單元（6）的輸入端；所有雙向晶閘管B2j的G端均與控制單元（6）的輸出端相連；上述j=1，2，……，m；其中m為自偶變壓器（4）的電壓輸出端的個數。

2.根據權利要求1所述的三相四線制電網部分調壓調容無功補償裝置，其特征在于：每相自偶變壓器（4）相鄰兩電壓輸出端的級壓差按無功差ΔQ_C一致來設計，即ΔQC=2πfCn(Uj2-Uj-12)=1m2πfCnU2;]]>上述j=1，2，……，m；m為自偶變壓器（4）的電壓輸出端的個數；f為電網的頻率；Cn為電容Cn的電容值；U為相電壓。

3.根據權利要求1或2所述的三相四線制電網部分調壓調容無功補償裝置，其特征在于：所述n和m均為大于等于3的整數。

4.基于權利要求1所述裝置的三相四線制電網部分調壓調容無功補償方法，其特征在于：包括如下步驟：

①控制單元（6）根據電流檢測元件（1）所檢測出的單相電流信號和電壓檢測元件（2）所檢測出的單相電壓信號，計算無功量Q，其中Q=UIsinφ，式中U為相電壓值，I為相電流值，φ為相電壓和電流的相位；

②控制單元（6）根據無功量Q計算電容的投切，即選擇全壓補償電容組（3）的投入支路數及調壓電容組（5）的工作電壓；

③控制單元（6）累計全壓補償電容組（3）中電容C1、C2、……和Cn-1的各自工作時間；如果需要增加投入支路，要選擇累計工作時間短的支路投入，如果需要減少投入支路，要選擇累計工作時間長的支路切斷；

④控制單元（6）檢測各雙向晶閘管B1i、B2j的端電壓，要投入支路時，選擇雙向晶閘管B1i、B2j的端電壓接近零的時刻投入以避免電容投入引起沖擊電流；

⑤控制單元（6）計算電容支路投入前后電網無功量Q的無功減少量ΔQ，并將無功減少量ΔQ與新投入電容支路的理論無功值Q_C進行比較，其中Q_C=2πfCU²，式中f為電網的頻率，C為投切支路的電容值；U電容端電壓值；若無功減少量ΔQ與理論無功值Q_C的差值在允許的范圍內，則說明投切的電容支路工作正常，并指示該電容支路正常工作狀態；若無功減少量ΔQ與理論無功值Q_C的差值在超過了允許的范圍，則說明投切的電容支路工作異常，并指示該電容支路異常工作狀態。