基于两次采样测量三相导纳的无功补偿装置的制作方法

本实用新型涉及电力行业领域，具体涉及一种基于两次采样测量三相导纳的无功补偿装置。

背景技术：

针对钢铁冶金电力系统中三相不平衡负载进行无功补偿时，由于需要针对每一相负载单独进行无功补偿，因此需要实时计算补偿电路所需电纳。而传统的基于电流正序、负序分解来计算电纳的方法需要实时检测负载每相电流的幅值和相位，检测方法过于复杂而导致计算量偏大且检测结果精度也不高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种基于两次采样测量三相导纳的无功补偿装置，检测简单方便。

本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种基于两次采样测量三相导纳的无功补偿装置，其特征在于：它包括壳体，壳体的前侧设有显示模块和输入模块，壳体内部设有采样模块、处理器、PLC、存储器和无功补偿模块，壳体的侧向设有与三相电连接的连接端口；其中，

所述的连接端口为3个，3个连接端口分别通过采样模块与处理器连接，所述的输入模块与处理器连接，处理器的输出端分别与显示模块、存储器和PLC连接；

所述的无功补偿模块包括3条分别与3个连接端口连接的相同的支路，每条支路均包含相互串联的电阻、可调电感和可调电容，可调电感的电感值和可调电容的电容值由所述的PLC控制。

按上述方案，所述的输入模块包括开始采样按钮、停止采样按钮、采样间隔设置按钮、采样周期设置按钮、第一采样时刻设置按钮、输出参数按钮和数字键盘。

按上述方案，所述的处理器为DSP。

按上述方案，所述的DSP为TMS320F2812芯片。

按上述方案，所述的采样模块包括三相电流传感器和三相电压传感器。

按上述方案，所述的三相电流传感器为CE-IJ31三相电流传感器，所述的三相电压传感器为CE-VJ31三相电压传感器。

按上述方案，所述的PLC为西门子S7-200。

按上述方案，所述的显示模块为DYK-VNP1336A-TPO。

本实用新型的有益效果为：通过采用本实用新型装置，只需要将连接端口与三相电连接，然后设置参数即可，计算工作由处理器完成，而无功补偿的调节由PLC完成，检测简单方便。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的外观图。

图2为本实用新型一实施例的硬件连接框图。

图3为本实用新型一实施例的电路原理图。

图中：1-壳体，2-显示模块，3-输入模块，4-连接端口，5-无功补偿模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

本实用新型提供一种基于两次采样测量三相导纳的无功补偿装置，如图1至图3所示，它包括壳体1，壳体1的前侧设有显示模块2和输入模块3，壳体1内部设有采样模块、处理器、PLC、存储器和无功补偿模块5，壳体1的侧向设有与三相电连接的连接端口4；其中，所述的连接端口4为3个，3个连接端口4分别通过采样模块与处理器连接，所述的输入模块3与处理器连接，处理器的输出端分别与显示模块2、存储器和PLC连接；所述的无功补偿模块5包括3条分别与3个连接端口3连接的相同的支路，每条支路均包含相互串联的电阻、可调电感和可调电容，可调电感的电感值和可调电容的电容值由所述的PLC控制。

所述的输入模块包括开始采样按钮、停止采样按钮、采样间隔设置按钮、采样周期设置按钮、第一采样时刻设置按钮、输出参数按钮和数字键盘。

本实施例中，所述的处理器为DSP，优选TMS320F2812芯片，稳定性好，编程方便。采样模块包括三相电流传感器和三相电压传感器，优选CE-IJ31三相电流传感器和CE-VJ31三相电压传感器，用于对三相电路传来的电流/电压进行采样收集。PLC为西门子S7-200，精度高，编程简单。显示模块为DYK-VNP1336A-TPO，用于显示基波频率、采样频率以及基波幅值和相位，显示效果良好，耐热性好。所述无功补偿模块采用200欧姆电阻、BFC2-808可变电容器和FMT50可变电感器，稳定性好，可靠性高。

本实施例的工作原理为：装置采样端口接入三相U，V，W端，电路开始工作后，首先按下开始采样按钮，采样模块开始采样并保存电压/电流数据在存储器中；然后按下停止采样按钮后再下参数设置按钮，通过数字键盘开始设置采样时刻、采样周期及第一采样时间；按下显示参数按钮，则处理器根据事先编写输入的利用第一、第二采样时间计算三相电路导纳的计算方法和三相电路根据三相导纳计算电容/电感的方法计算三相导纳以及对应电容/电感，待计算完成后在面板上显示三相导纳的具体数值及其电容/电感的具体数值，最后DSP发出调整指令给PLC，PLC依据DSP的指令将可变电容或者可变电感调整至经DSP计算所得的准确值，达到无功补偿的效果。

以某钢厂6.5kv母线上接有一负荷系统，以采样时刻t=0到t=0.08秒之间采样数据为例加以说明，其中，采样周期T_s=0.0001秒，经过一个采样周期，依次编号为一个采样点，比如，当t=0时，经过一个采样周期T_s=0.0001秒时，采样点标号为1，此时，t=0.0001秒，再经过一个采样周期T_s=0.0001秒时，采样点标号为2，依次类推，有多个采样点。其中，在本实施例中，第一采样时刻为t=0.0008秒，第二采样时刻为t=0.0009秒，其中，第一采样时刻与第二采样时刻的时间差为一个采样周期，数据测量频率为10kHz。

经测量A相的电压U_a=6.5∠0°kv，A相电流I_a=2.195∠22.9°kA，B相的电压U_b=6.5∠-120°kv，B相电流I_b=2.080∠256.7°kA， b C相的电压U_c=6.5∠120°kv，C相电流I_c=1.936∠142.8°kA。

DSP根据第一、第二采样时间计算三相电路导纳的计算方法和三相电路根据三相导纳计算电容/电感的方法计算电路的三相导纳为B_a=-0.0359738S，B_b=-0.0253172S，B_c=-0.0516290S；补偿所需电容/电感为C_a=4.42419×10^-4F,C_b=6.28644×10^-4F,C_c=3.08267×10^-4F。

采用本实用新型装置，较传统装置和方法能够获得更加准确的三相电路无功功率，为无功补偿技术获得良好的功率因数校正效果提供了基础，提升了系统的稳定性。