[其他]電腦控制的功率因數(shù)補(bǔ)償方法及其使用的電腦功率因數(shù)補(bǔ)償器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85103010
• 申請(qǐng)日: 1985-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85103010A
• 公開(kāi)（公告）日: 1986-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李恭敢;高金鐸;金曉紅;王麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古自治區(qū)電子研究所
• 主分類號(hào): G05F1/70
• 分類號(hào): G05F1/70
• 代理公司: 內(nèi)蒙古自治區(qū)專利服務(wù)中心
• 代理人: 麻志中

本發(fā)明屬于電力電子學(xué)科。

現(xiàn)市售的功率因數(shù)補(bǔ)償器只能控制單臺(tái)變壓器。它補(bǔ)償精度低;接觸器動(dòng)作頻繁;負(fù)載變化劇烈時(shí)誤動(dòng)作多;需專用互感器。因此多為有單臺(tái)或數(shù)臺(tái)變壓器的低壓用戶所使用。某些高壓用戶，往往擁有十幾至近百臺(tái)變壓器，若每臺(tái)配一套補(bǔ)償器和龐大的高壓互感器，則耗資過(guò)多，維護(hù)工作量很大。

電腦控制的功率因數(shù)補(bǔ)償方法及其使用的電腦功率因數(shù)補(bǔ)償器，主要是為解決上述問(wèn)題而提出的。

本發(fā)明用TP-801單板機(jī)作控制器（這就省去了原功率因數(shù)補(bǔ)償器的很多電路），實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)功率因數(shù)的精確補(bǔ)償，而其高速和用單臺(tái)補(bǔ)償器控制多臺(tái)變壓器是市售功率因數(shù)補(bǔ)償器無(wú)法做到的。

圖1是本方法的功能流程圖。用相位信號(hào)產(chǎn)生電路定量地測(cè)量電網(wǎng)的相位角，然后試探性投入或切除一定的無(wú)功量。試投時(shí)，按從右至左（數(shù)的從小至大）的順序把電容屏上第一個(gè)未投入的電容投入，切除時(shí)按同樣順序把第一個(gè)已投入的電容切除。試投切后，必然會(huì)使電網(wǎng)的相位角發(fā)生相應(yīng)的改變。測(cè)到改變后的相位角，就可據(jù)已知數(shù)據(jù)算出電網(wǎng)所需無(wú)功量。

圖2是本方法的相位差產(chǎn)生電路，該電路通過(guò)一電壓比較器將A、C相間的線電壓變成占空比為1∶1的方波;通過(guò)一模擬開(kāi)關(guān)把各被控變壓器的B相電流信號(hào)送到另一比較器，產(chǎn)生同樣的方波。顯然只須增加模擬開(kāi)關(guān)及譯碼電路就可擴(kuò)充其控制路數(shù)。這種組合邏輯電路抗干擾性強(qiáng)，無(wú)須增設(shè)專用互感器，可與原電網(wǎng)儀表用互感器共用，而不影響儀表計(jì)量精度。在電流信號(hào)值不低于額定值3%時(shí)，即可正常工作，而在事故電流沖擊時(shí)，有穩(wěn)妥的保護(hù)。

無(wú)功的計(jì)算取決于相位角測(cè)量的精度。圖2電路是將A、C相間線電壓與B相電流進(jìn)行比較，即在相位角為零的情況下，A、C相間線電壓與B相電流相位相差 (π)/2 。這較同相電壓電流比較有很大好處，即剔除了較小的相位角與干擾信號(hào)間含混不清的情況。

圖3是相位差產(chǎn)生電路波形圖。VS是電壓方波信號(hào)，CS為電流方波信號(hào)，CVS為電壓電流方波經(jīng)異或門(mén)U₄所合成的信號(hào)，即電壓與電流的相位差方波。2φ為系統(tǒng)時(shí)鐘經(jīng)二分頻后得到的一串脈沖信號(hào)，該信號(hào)在CVS與VS的控制下向Z80A CTC發(fā)出計(jì)數(shù)脈沖PD、PT。Z80A CTC為四個(gè)8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，分別為CTC0、1、2和3通道。本方法將0通道與1通道串接，2通道與3通道串接，各構(gòu)成一個(gè)16位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并將VS及CVS接至并行輸入輸出口Z80A PIO。計(jì)算機(jī)對(duì)VS及CVS進(jìn)行軟件采樣、濾波，去掉干擾信號(hào)，其過(guò)程如圖4。計(jì)算機(jī)首先在Z80A PIO上查看VS信號(hào)，找到上升沿UE1，延時(shí)td用以剔除干擾。然后在CVS端查找UE2上升沿，再返回VS端查找下降沿DE1，直至在CVS端找到上升沿UE3。延時(shí)td，在B1點(diǎn)將Z80A CTC置為計(jì)數(shù)態(tài)，準(zhǔn)備累計(jì)PD、PT脈沖個(gè)數(shù)。從CPD點(diǎn)開(kāi)始，CTC便自動(dòng)累計(jì)VS與CVS信號(hào)中陰影部分。計(jì)算機(jī)在B1點(diǎn)將CTC置好后，繼續(xù)按上述方式在CVS端查詢，一直查到A2點(diǎn)，取出CTC通道2及通道3中數(shù)據(jù)，再查找到B2點(diǎn)，將通道0及通道1中數(shù)據(jù)取出。這里CTC通道0與通道1中的數(shù)據(jù)是信號(hào)的二分之一周期，即π。通道2與通道3中數(shù)據(jù)為實(shí)際相位角加 (π)/2 后得到的，故真正的相位角為通道2通道3中數(shù)據(jù)減去 (π)/2 ，至此，相位角測(cè)量畢。

如圖1所示，兩次相位角測(cè)量及試探性投入、切除一定的無(wú)功量后，已知數(shù)據(jù)有φ1、φ2和P無(wú)′，最后據(jù)已知數(shù)據(jù)算出電網(wǎng)所需無(wú)功，從而一次投、切成功。

圖4說(shuō)明電網(wǎng)功率因數(shù)隨著試探性投入或切除后出現(xiàn)的四種不同情況：（a）P投＝P無(wú)-P無(wú)′·（b）P切＝P無(wú)′-P無(wú)·（c）P切＝P無(wú)-P無(wú)′·（d）P投＝P無(wú)′-P無(wú)。從圖4（a）、（c）中得：

P 無(wú) ＝ P 無(wú)’ · tg ｜ φ 1 ｜tg ｜φ 1 ｜ - tg ｜φ 2 ｜ ]]>

。從圖4（b）、（d）中得：