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

無效

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

本發(fā)明屬于電力電子學科。

現(xiàn)市售的功率因數(shù)補償器只能控制單臺變壓器。它補償精度低;接觸器動作頻繁;負載變化劇烈時誤動作多;需專用互感器。因此多為有單臺或數(shù)臺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變壓器，若每臺配一套補償器和龐大的高壓互感器，則耗資過多，維護工作量很大。

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

本發(fā)明用TP-801單板機作控制器（這就省去了原功率因數(shù)補償器的很多電路），實現(xiàn)電網(wǎng)功率因數(shù)的精確補償，而其高速和用單臺補償器控制多臺變壓器是市售功率因數(shù)補償器無法做到的。

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

圖2是本方法的相位差產(chǎn)生電路，該電路通過一電壓比較器將A、C相間的線電壓變成占空比為1∶1的方波;通過一模擬開關把各被控變壓器的B相電流信號送到另一比較器，產(chǎn)生同樣的方波。顯然只須增加模擬開關及譯碼電路就可擴充其控制路數(shù)。這種組合邏輯電路抗干擾性強，無須增設專用互感器，可與原電網(wǎng)儀表用互感器共用，而不影響儀表計量精度。在電流信號值不低于額定值3%時，即可正常工作，而在事故電流沖擊時，有穩(wěn)妥的保護。

無功的計算取決于相位角測量的精度。圖2電路是將A、C相間線電壓與B相電流進行比較，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，CS為電流方波信號，CVS為電壓電流方波經(jīng)異或門U₄所合成的信號，即電壓與電流的相位差方波。2φ為系統(tǒng)時鐘經(jīng)二分頻后得到的一串脈沖信號，該信號在CVS與VS的控制下向Z80A CTC發(fā)出計數(shù)脈沖PD、PT。Z80A CTC為四個8位二進制計數(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，各構成一個16位二進制計數(shù)器，并將VS及CVS接至并行輸入輸出口Z80A PIO。計算機對VS及CVS進行軟件采樣、濾波，去掉干擾信號，其過程如圖4。計算機首先在Z80A PIO上查看VS信號，找到上升沿UE1，延時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td，在B1點將Z80A CTC置為計數(shù)態(tài)，準備累計PD、PT脈沖個數(shù)。從CPD點開始，CTC便自動累計VS與CVS信號中陰影部分。計算機在B1點將CTC置好后，繼續(xù)按上述方式在CVS端查詢，一直查到A2點，取出CTC通道2及通道3中數(shù)據(jù)，再查找到B2點，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)是信號的二分之一周期，即π。通道2與通道3中數(shù)據(jù)為實際相位角加 (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，相位角測量畢。

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

圖4說明電網(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-P無′·（b）P切＝P無′-P無·（c）P切＝P無-P無′·（d）P投＝P無′-P無。從圖4（a）、（c）中得：

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

。從圖4（b）、（d）中得：