专利名称：母线无功优化补偿控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种母线无功优化补偿控制器，属于电力设备领域。
背景技术：
传统的无功补偿控制器采用固定容量电容器组、磁控电抗器组，通过对电力母线系统无功功率的采样，控制电容器组和磁控电抗器组的投切，实现无功功率分级调节，提高功率因数；由于电容器及电抗器容量都为固定值，故其不能实现无功功率的无线连续调节、 调节方式是离散的，使得供电母线绝大多数时间处于欠补或过补状态，不能取得理想的补偿效果，而且对容器频繁投切导致的合闸涌流及投切震荡会对供电设备的使用寿命造成严重的损害。现在采用晶闸管过零投切技术的静止无功补偿装置(SVC)逐渐占据了主导的地位。此类装置中电容器始终并联在母线上，采用大容量磁控磁控电抗器组(MCR)作为调节单元，控制电路控制电抗器感性无功的输出容量。这类装置避免了电容器投切时的合闸涌流及过电压，基于MCR的动态无功补偿装置可实现最大容性无功到最大感性无功的连续调节。其工作原理是当供电母线为感性无功时，控制电路根据负载感性无功电流的大小改变可控硅的导通角，从而改变流过MCR的电流，维持系统电压或功率因数不变。当母线为容性负载时，需要手动切除电容器，然后控制电路控制MCR对母线进行感性补偿。在无法手动切除电容器时就需要配与固定电容器组等容量的MCR来实现系统无功平滑无极调节，只是整套设备成本过高，经济效益差，且自动化程度低。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种可以克服上述缺陷，自动化程度高，既能降低成本，又能满足无功功率连续无隙补偿的母线无功优化补偿控制器。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种母线无功优化补偿控制器，包括母线、电容器组和磁控电抗器组，电容器组并联设置与母线连接，磁控电抗器组与电容器组对应设置，与母线连接，其特征在于所述的电容器组通过投切开关与母线连接，磁控电抗器组通过控制器与母线连接，控制器还与电容器组相连接。所述的控制器包括信号采集单元、处理装置和控制电路，母线通过信号采集单元连接处理装置，处理装置连接控制电路，控制电路分别连接磁控电抗器组和电容器组的投切开关。所述的信号采集单元包括电流互感器、电压互感器和模数转换器，电流互感器和电压互感器连接母线后通过模数转换器连接处理装置。所述的处理装置包括依次通信连接的FPGA模块、DSP模块和主控CPU，FPGA模块与信号采集单元连接，主控CPU连接控制电路。信号采集单元采集到的母线信号进入处理装置，处理装置计算出需要补偿的容性无功容量，从电容器组中选出大于等于与所需无功补偿容量的一组电容器，由于电容器组的容量不可调，若大于所需补充的容量，再计算出磁控电抗器组的感性无功补偿容量，用于抵消固定电容器组的部分容性无功。整个控制过程最后由主控CPU通过控制电路连接需接通电容器的投切开关，并对磁控电抗器组进行调节，使系统无功功率为零、功率因数在预设范围之内。控制电路为目前常用的磁控电抗器控制电路，其通过继电器连接电容器组的投切开关，为本领域技术人员所公知，不再赘述。本发明所具有的有益效果是设计合理，结构简单有效，处理装置为依次通信连接的FPGA模块、DSP模块和主控CPU计算能力强，计算出需要无功功率补偿的数值后，选中需要投入使用的电容器组进行容性无功补偿并根据实际情况通过磁控电抗器组进行感性无功补偿，不需配备与固定电容器组等容量的磁控电抗器组便可实现对母线的无功功率补偿，具有成本低和自动化程度高的优点。
图1是本发明结构示意图；图2是本发明方框原理图；图中1、母线；2、电容器组；3、磁控电抗器组；4、控制器；5、投切开关。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述如图1 图2所示，一种母线无功优化补偿控制器，包括母线1、电容器组2和磁控电抗器组3，电容器组2并联设置与母线连接1，磁控电抗器组3与电容器组2对应设置，与母线1连接，所述的电容器组2通过投切开关5与母线1连接，磁控电抗器组3通过控制器 4与母线1连接，控制器4还与电容器组2连接。控制器4包括信号采集单元、处理装置和控制电路，母线1通过信号采集单元连接处理装置，处理装置连接控制电路，控制电路分别连接磁控电抗器组和电容器组的投切开关。信号采集单元包括电流互感器、电压互感器和模数转换器，电流互感器和电压互感器连接母线后通过模数转换器连接处理装置。处理装置包括依次通信连接的FPGA模块、DSP模块和主控CPU，FPGA模块与信号采集单元连接，主控CPU连接控制电路。电流互感器和电压互感器将采集到的母线的电压信号传送到模数转换器，模数转换器在FPGA模块的控制下，经八通道同步高速采样将模拟信号转换为数字信号，采样频率为256SPS，FPGA模块根据此采样数据进行FFT计算，将FFT计算结果传送到DSP模块，由 DSP模块计算出有功功率、无功功率、功率因数等电参数，电参数传送到主控CPU，主控CPU 根据无功功率计算出需投入的电容器组，并通过控制电路将其接通，若需进行感性补偿时主控CPU还可通过控制电路调节磁控电抗器组，使得电容器组和磁控电抗器组投入正确的补偿容量，功率因数向1快速回归。
权利要求
1.一种母线无功优化补偿控制器，包括母线、电容器组和磁控电抗器组，电容器组并联设置与母线连接，磁控电抗器组与电容器组对应设置，与母线连接，其特征在于所述的电容器组通过投切开关与母线连接，磁控电抗器组通过控制器与母线连接，控制器还与电容器组相连接。
2.根据权利要求1所述的母线无功优化补偿控制器，其特征在于所述的控制器包括信号采集单元、处理装置和控制电路，母线通过信号采集单元连接处理装置，处理装置连接控制电路，控制电路分别连接磁控电抗器组和电容器组的投切开关。
3.根据权利要求2所述的母线无功优化补偿控制器，其特征在于所述的信号采集单元包括电流互感器、电压互感器和模数转换器，电流互感器和电压互感器连接母线后通过模数转换器连接处理装置。
4.根据权利要求2所述的母线无功优化补偿控制器，其特征在于所述的处理装置包括依次互通信连接的FPGA模块、DSP模块和主控CPU，FPGA模块与信号采集单元连接，主控 CPU连接控制电路。
全文摘要
本发明涉及一种母线无功优化补偿控制器，属于电力设备领域。所述的母线无功优化补偿控制器，包括母线、电容器组和磁控电抗器组，电容器组并联设置与母线连接，磁控电抗器组与电容器组对应设置，与母线连接，其特征在于所述的电容器组通过投切开关与母线连接，磁控电抗器组通过控制器与分别与电容器组的各个电容器相连接。本发明，结构简单有效，处理装置计算能力强，计算出需要无功功率补偿的数值后，选中需要投入使用的电容器组进行容性无功补偿并根据实际情况通过磁控电抗器组进行感性无功补偿，不需配备与固定电容器组等容量的磁控电抗器组便可实现对母线的无功功率补偿，具有成本低和自动化程度高的优点。
文档编号H02J3/18GK102361325SQ201110326668
公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月22日 优先权日2011年10月22日
发明者刘海龙, 文刚, 栾庆宏, 陈津 申请人:淄博康润电气有限公司