[發(fā)明專利]一種電機群無功補償系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107785913A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 時振堂;劉玉林;李瓊;劉維功;杜紅勇;鄒兵
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及電機無功補償技術領域，具體涉及一種電機群無功補償系統(tǒng)及方法。

背景技術

異步電機作為旋轉負荷，需要一部分電流建立勵磁磁場，該電流稱為勵磁電流，這部分電流產生的功率為無功功率。當異步電機的尺寸、結構、工藝、材質確定后，無功功率在異步電機的整個運行過程中一般不會發(fā)生改變。當異步電機空載時，異步電機內的電流幾乎全部用來建立磁場，此時的電流可全部認為是無功電流，隨著負載的增大，有功電流比例逐漸增大，功率因數(shù)提高；在額定負載附近，功率因數(shù)最大；若負載繼續(xù)增大，轉子電流繼續(xù)上升，轉差率增大，使得功率因數(shù)角變大，最終導致功率因數(shù)下降。

無功電流在一定范圍內越小越好，因為定子繞組截面固定，無功電流越大，流過的有功電流就會越小，異步電機帶負載能力就會減小，當負載過大時，電流增大，定子繞組就會發(fā)熱。無功補償裝置的容性電流可以抵消異步電機中的感性電流，減小無功電流，因此，異步電機補償技術得到廣泛應用。

現(xiàn)有的異步電機群無功補償方法在每臺異步電機旁設置有無功補償器，該無功補償器利用功率因數(shù)法計算無功補償量，隨著異步電機運行情況的變化而變化，在提高功率因數(shù)的同時，降低了啟動電流。但是有時會出現(xiàn)過補償情況，產生諧振過電壓，燒毀異步電機。這種無功補償方法使用的補償裝置過多而且分散，施工、維護及管理難度大；另外，電容器投入的無功補償量隨著異步電機運行情況變化而變化，操作過程較為繁瑣。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明提供一種電機群無功補償系統(tǒng)及方法，能夠實現(xiàn)通過一個無功補償裝置對異步電機群的無功補償，能夠解決現(xiàn)有的無功補償裝置過多而且分散，施工、維護及管理難度大，操作過程較為繁瑣，且產生諧振過電壓的問題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種電機群無功補償系統(tǒng)，包括：多臺異步電機、以及與所述多臺異步電機并聯(lián)的一個無功補償裝置；所述多臺異步電機與所述無功補償裝置接于同一條母線；

所述無功補償裝置包括多個并聯(lián)的無功補償單元，每個無功補償單元包括一個電容器及與所述電容器連接的一個投切開關；

所述多個無功補償單元中的多個電容器與所述多臺異步電機一一對應，與每個電容器連接的投切開關和與所述電容器對應的異步電機連接的主開關為一對動作相同的聯(lián)動開關；

其中，當一臺異步電機的主開關閉合，與所述主開關聯(lián)動的投切開關閉合時，與所述投切開關連接的電容器為與所述主開關所屬的異步電機提供無功補償。

優(yōu)選地，所述每個電容器的無功補償容量是根據(jù)與所述電容器對應的異步電機的無功電流選取的，具體根據(jù)公式一計算：

其中，Q_c為電容器的無功補償容量，K為無功補償系數(shù)，且0<K≤1；I₀為與所述電容器對應的異步電機的無功電流，U為與所述電容器對應的異步電機的額定電壓。

優(yōu)選地，所述投切開關為具備延時功能的開關；

當與所述投切開關聯(lián)動的主開關閉合時，所述投切開關經(jīng)預設延時時間后閉合；

當與所述投切開關聯(lián)動的異步電機的主開關斷開時，所述投切開關同時斷開。

優(yōu)選地，所述無功補償裝置還包括：諧波保護元件及無功補償裝置主開關；

所述諧波保護元件的一端與所述多個無功補償單元連接，所述諧波保護元件的另一端與所述無功補償裝置主開關連接。

優(yōu)選地，所述無功補償裝置主開關的一端與所述諧波保護元件連接，所述無功補償裝置主開關的另一端與所述母線連接。

優(yōu)選地，所述無功補償裝置還包括：多個放電線圈；每個放電線圈并聯(lián)于一個電容器的兩端。

第二方面，本發(fā)明提供了一種基于上述任意一種電機群無功補償系統(tǒng)的無功補償方法，包括：

當異步電機的主開關閉合時，與所述主開關聯(lián)動的投切開關閉合，使得與所述投切開關連接的電容器為所述異步電機提供無功補償；

當所述異步電機停止運行時，所述異步電機的主開關斷開，與所述主開關聯(lián)動的投切開關斷開，使得與所述投切開關連接的電容器停止為所述異步電機提供無功補償。

優(yōu)選地，所述方法還包括：根據(jù)每臺異步電機的無功電流，采用公式一計算得到與所述異步電機對應的電容器的無功補償容量：

其中，Q_c為電容器的無功補償容量，K為無功補償系數(shù)，且0<K≤1；I₀為與所述電容器對應的異步電機的無功電流，U為與所述電容器對應的異步電機的額定電壓。