专利名称：一种电力机车功因数补偿控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电力机车牵引设备控制方法及装置，具体说是一种电力机车牵引 设备功率因数补偿控制方法及装置，主要用于电力机车的电力牵引设备控制中。
技术背景在国内，交直传动电力机车目前仍是铁路客货运的主力车型，其数量巨大并将在 很长一段时间内与交直交传动电力机车并存运用。但目前市场上的交直传动电力机车 因为采用相控整流电路，在运行过程中功率因数一般低于0. 85，会向电网输送大量的 无功功率和谐波电流。交直传动电力机车安装的功率因数补偿(以下简称为"功补") 装置，实现就地无功补偿和谐波电流滤波，可将无功和谐波的危害减到最小。自上世纪80年代装车以来，8K (欧洲50Hz桌团公司提供)，6G (日本三菱公司提 供)和我国自行开发的韶山系列(SS4G、 SS4B和SS6B等)货运交直传动电力机车安装 的功补装置一直不能正常运行，绝大多数的电力机车都将功补装置切除，其作用未得 到发挥。 一方面数以亿万元的车载功补装置没有发挥作用，另一方面每年电气化铁道 因为功率因数低于标准而罚款数以千万计。现有的功补控制装置用于电力机车功补装 置的控制，主要由电子柜中的补偿控制板和补偿接口板完成。其中所述的补偿控制板 采用Z80CPU及外围电路构成一块专用微机板，用于对原边电压信号、原边电流信号进 行采样，计算无功含量，综合判别各种逻辑，决定功补装置的投入和切除。所述的补 偿接口板用于判别晶闸管开关电压过零时刻、检测装置的滤波电流并生成投入脉冲。 现有的功补控制装置根据微机实测机车无功大小及单组功补支路的无功补偿能力，决 定各功补支路的投入与切除，尽量补偿到机车无功量为最小值。在机车发挥50%额定 功率以下工况时，亦根据情况适当补偿。且功补每组支路投入后，至少经过500ms方 可切除。每组支路切除后，至少经过500ms方可重新投入。在现有的功补控制装置中 和还设有过流保护(即当功补装置中滤波电流有效值(实为平均值)或峰值超过保 护值、且持续时间超过500ms;封锁该组功补支路晶闸管开关的触发脉冲，同时相应的 红色故障灯(V27A—V30A)亮。当有两组以上功补支路过流时，封锁全部晶闸管开关 的触发脉冲)、启动保护(即机车启动时，若最大电机电流大于840A，微机复位，功补 装置不工作)、高网压保护(即原边电压有效值大于29.5kV、持续时间超过500ms时，
封锁全部晶闸管开关的触发脉冲；只有当原边电压有效值小于27.5kV时，支路方可重 新投入)、逻辑错误保护(即在主接触器(隔离闸刀)闭合状态，检测到有电流而没有 投入信号或有信号而没有电流时，封锁对应的功补装置晶闸管开关的触发脉冲；同时 输出保护信号，经有触点电器接通功补故障灯，并断开功补接触器)和控制系统硬件 故障保护(即系统检测发现有投入信号而无投入皮馈信号或无投入信号而有投入反馈 信号时，控制板相应的V27 V30A亮，同时输出保护信号，经有触点电器接通司机室 故障灯)等功能。但现有的功补装置尚存在功补电容烧毁；功补支路频繁投切，故障后不能自恢复； 功补控制装置的抗干扰能力差；功补因瞬时过电流误动作等不足。具体描述如下1)电流保护方式不当，机车功补支路电流畸变严重，如3次谐波电流高达基波 电流的78%，因此目前机车上采用整流滤波后的平均电流不能准确反映电流有效值，采 用平均电流保护不当。2) 过流保护动作后引起的频繁投切，既有控制装置因误动作保护而切除该功补支 路；当功补支路切除后，已投入的功补支路谐波电流会增大，更容易因过流保护动作 而切除。这种链式反应会导致所有的支路因过流而退出。当所有的支路退出后，过一 段时间再投入，如果机车工况和电网电压不变，最先投入的支路会因为过流而马上退 出，这样功补装置根本无法正常工作。3) 既有功补用无功功率大小来控制功补支路进行投切，当无功功率Q大于或等于 480kvar时投入一组，直到四组全部投入；当无功功率Q小于120kvar时切除一组，直 到四组全部切除。这种单一的补偿控制原则导致负荷变化时功补支路投切频繁，这对 支路中电器元件的寿命有影响。4) 既有功补控制装置根据机车无功的大小来决定功补支路的投切，但无功检测采用了G-"/sin^计算方法，"、/通过电网电压"和电流z'离散化计算得到，^则通过"的''相角得到。因为"和z'都是非正弦量，通过其过零来确定e必然导致误差和不稳定。无功计算不稳定，导致功补支路的投切也不正常，易发生频繁投切。5) 原有功补控制装置的功补支路电流信号是通过电流互感器变为电压信号后，由 较长的双绞屏蔽线传给功补控制板；电压信号传递，且幅值只有1.2V左右，很容易引 入干扰信号。综上所述，现有的功补控制方法及装置尚存在一些不足，因此很有必要对此加以
改进。 发明内容本发明的目的在于针对现有车载功补装置功率因数低的不足，提供一种提高功率 因数的车载功率因数补偿控制方法及装置。以解决数千套机车既有功补装置无法使用 的历史问题，确保机车功率因数的提高，提高机车的可靠性，减小电气化线路的能源 消耗，改善电网品质。 '根据本发明的目的所提出的技术实施方案是 一种电力机车功补控制方法，所述 的电力机车功补控制是根据检测电网电压和流入机车的电流，并进行频谱分析；读入 有功和无功功率，并以此计算出功率因数，再根据功率因数及电网电压决定功补支路 的投切。同时根据功补支路晶闸管开关电压极性，决定晶闸管的开关脉冲；并采集支 路的电流，作频谱分析，判断是否过电流，如过电流将分析过电流的原因，釆取相应 的保护措施；同时，将功率因数补偿装置的工作状态及电网电压、机车电流、各支路 的电流等相关信息通过通讯口传向机车微机显示器，由显示器显示。本发明的功补控制装置由两块6U板插件构成。其中一块为接口板，包括输入/输 出模拟信号和数子信号的处理部分，主要完成输入/输出模拟信号和数子信号的处理； 另一块为控制板，包括功功率计算部分、功率因数补偿支路的投切部分，以及故障处理 部分，主要完成无功功率计算、功率因数补偿支路的投切以及故障处理。其中，所述的 功补控制装置的控制采用cygnal系列高性能高速CPU;功补控制装置采用电网电压移相 90度与电网电流乘积后滤波检测无功的方法;功补控制装置采用有效值过流或热过流保 护，所述的功补控制装置的过流保护方式以电流有效值为保护目标，并对谐波过流和基 波过流采用不同的保护策略。检测到支路基波过流立即切除该支路；检测到谐波过流时， 则投入更多的支路，以减小流入过流支路的谐波电流，只有在所有的支路都投入后仍过 流时才需切除。且对偶发性过流，可延时后自动恢复；所述的功补控制装置以机车的无功为目标，功率因数大于o.9即可，尽量让更多的^:路投入，减小各支路的谐波电流，加大滤波效果。本发明的功补控制装置有如下几个方面的技术特征1) 功补控制装置的控制核心采用cygnal系列高性能高速CPU，为复杂的控制和保 护功能提供了硬件基础；逻辑部分采用CPLD，提高了系统的运算能力、抗干扰能力和灵 活性。2) 功补控制装置采用电网电压移相90度与电网电流乘积后滤波检测无功的方法。 该技术的使用提高无功检测精度和抗干扰能力，不但速度快，而且结果是一个通过滤波 器后的直流量，无须对相位检测；因此对电压和电流畸变以及检测信号干扰有很强的抑 制作用。3) 功补控制装置的支路电流中有多种谐波的成份，有效值电流才能反映电容器的 发热功率；采用有效值过流或热过流保护，防止过流保护误动作引起的频繁投切，同时 能有效地保护支路电容器。以无功为控制目标的同时引入电网电压为控制目标，尽量让更 多的支路投入工作；避免了以往单一控制原则导致负荷变化时支路的频繁投切。该技术的使用不仅可以减小支路的投切次数和频率，减小支路的谐波电流，而且有 利于提高电网电压，有利于机车牵引力的发挥，同时也对真空接触器和电容的故障起到 了很好的抑制作用。4) 功补控制装置的过流保护方式以电流有效值为保护目标，并对谐波过流和基波 过流采用不同的保护策略。检测到支路基波过流立即切除该支路；检测到谐波过流时， 则投入更多的支路，以减小流入过流支路的谐波电流，只有在所有的支路都投入后仍过 流时才需切除。且对偶发性过流，可延时后自动恢复。5) 功补控制装置以机车的无功为目标，功率因数大于0.9即可，尽量让更多的支 路投入，减小各支路的谐波电流，加大滤波效果。机车运行在半额定功率以上时，以功 率因数大于0.9为目标对功补支路进行控制，其投切次数较现有的次数少。支路投切判 据分三种情况来考虑.①电压低于19kV时，以电网电压恒压为22kV为控制目标，支路 全部依次投入；②电压22kV 29kV时,以无功为控制目标,无功功率大于480kvar时投 入一支路，直至四支路全部投入；小于-100kvar时，切除一支路;③电网电压高于29kV 时，以电网电压小于29kV为控制目标依次切除全部支路，直到电压低于29kV;全部 切除时，电压如高于29kV时，不再投入。6) 原有功补控制装置的支路因故障退出后，不能自动恢复。为此，本发明的功补 控制装置中增加永久性和瞬时性故障的判断功能，瞬时故障时自动恢复。如基波过电 流是因为支路的电感或电容器件损坏引起，是永久故障，应立即切除，不能自恢复；谐波过电流是瞬时故障，延时后自动恢复。7) 功补控制装置的控制板有RS232和RS485通讯口，可以用微机或手持液晶显示 器通过通讯口对功补装置的工作状态、机车的功率因数、电网的畸变、电流畸变、谐波 电流和每一支路的电流畸变等进行显示，便于观察和分析。8) 功补装置电容损坏时会发出大量热量，为防止电容损坏后引起事故的扩大，在
功率因数补偿电容上增加温度开关，控制系统对电容的温度进行监控，在温度超过允许 值时，切除相应的功率因数补偿支路。本发明的功补控制装置的优点在于可以减少输电线和变电所变压器的功率损耗。 当机车功率因数由0.82提高到0.90时，输电线和变电所变压器的功率损耗可减少17 %。 一般输电线和变电所变压器功率损耗约占电气化铁道能源消耗的5 6%。机车受电 弓上电压提高1 2kV。并且接触网电压趋于平稳，否则接触网电压波动可达8 9kV; 引起机车起动和辅助电机工作困难。可以提高输电设备(包括机车牵引变压器)的容量 利用率，或者可相应减少其容量。当功率因数由0.'82提高到0.90，容量利用可提高约 8%。降低机车向电网输送的谐波电流，可以减小旋转电机、电网、变压器产生附加的 损耗和发热，减小对明线音频通话线路产生的干扰。
图1为本发明硬件控制原理图；图2为本发明主程序流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的描述。本发明为一种电力机车功补控制装置，附图1给出了一种电力机车功补控制方式 的实施例控制原理图，从附图可以看出，所述的电力机车功补控制是根据检测电网电压 和流入机车的电流，并进行频谱分析；读入有功和无功功率，并以此计算出功率因数， 再根据功率因数及电网电压决定功补支路的投切。同时根据功补支路晶闸管开关电压极性，决定晶闸管的开关脉冲；并采集支路的电流，作频谱分析，判断是否过电流，如过 电流将分析过电流的原因，采取相应的保护措施；同时，将功率因数补偿装置的工作状 态及电网电压、机车电流、各支路的电流等相关信息通过通讯口传向机车微机显示器， 由显示器显示。本发明的功补控制装置由两块6U板插件构成。其中一块为接口板，包括输入/输 出模拟信号和数子信号的处理部分，主要完成输入/输出模拟信号和数子信号的处理； 另一块为控制板，包括功功率计算部分、功率因数补偿支路的投切部分，以及故障处理 部分，主要完成无功功率计算、功率因数补偿支路的投切以及故障处理。其中，所述的 功补控制装置的控制采用cygnal系列高性能高速CPU;功补控制装置采用电网电压移相 90度与电网电流乘积后滤波检测无功的方法;功补控制装置采用有效值过流或热过流保 护，所述的功补控制装置的过流保护方式以电流有效值为保护目标，并对谐波过流和基 波过流采用不同的保护策略。检测到支路基波过流立即切除该支路；检测到谐波过流时， 则投入更多的支路，以减小流入过流支路的谐波电流，只有在所有的支路都投入后仍过 流时才需切除。且对偶发性过流，可延时后自动恢复；所述的功补控制装置以机车的无 功为目标，功率因数大于0.9即可，尽量让更多的支路投入，减小各支路的谐波电流， 加大滤波效果。本发明的功补控制装置有如下几个方面的技术特征1) 功补控制装置的控制核心采用cygnal系列高性能高速CPU，为复杂的控制和保 护功能提供了硬件基础；逻辑部分采用CPLD，提高了系统的运算能力、抗干扰能力和灵 活性。2) 功补控制装置采用电网电压移相90度与电网电流乘积后滤波检测无功的方法。 该技术的使用提高无功检测精度和干扰能力，不但速度快，且结果是一个通过滤波器后 的直流量，无须对相位检测；因此对电压和电流畸变以及检测信号干扰有很强的抑制作 用。3) 功补控制装置的支路电流中有多种谐波的成份，有效值电流才能反映电容器的 发热功率；采用有效值过流或热过流保护，防止过流保护误动作引起的频繁投切，同时 能有效地保护支路电容器。以无功为控制目标的同时引入电网电压为控制目标，尽量让更 多的支路投入工作；避免了以往单一控制原则导致负荷变化时支路的频繁投切。该技术的使用不仅可以减小支路的投切次数和频率，减小支路的谐波电流，而且有 利于提高电网电压，有利于机车牵引力的发挥，同时也对真空接触器和电容的故障起到 了很好的抑制作用。4) 功补控制装置的过流保护方式以电流有效值为保护目标，并对谐波过流和基波 过流采用不同的保护方式。如检测到基波过流立即切除；检测到谐波过流时，则投入更 多的支路，以减小流入过流支路的谐波电流，只有在所有的支路都投入后仍过流时才需 要切除。对偶发性过流，故障保护自动恢复，只有在永久故障发生时永久切除故障支路。5) 功补控制装置以机车的无功为目标，功率因数大于0.9即可，尽量让更多的支路 投入，减小各支路的谐波电流，加大滤波效果。可以计算，机车在半额定功率运行时， 以功率因数大于0.9为目标对功补支路控制，其投切次数较现有的次数少。支路投切判 据分三种情况来考虑.①电压低于19kV时，以电网电压恒压为22kV为控制目标,支路 全部依次投入；②电压22kV 29kV时，以无功为控制目标,无功功率大于480kvar时投 入一支路，直至四支路全部投入；小于-100kvar时，切除一支路;③电网电压高于29kV 时，以电网电压小于29kV为控制目标依次切除全部支路，直到电压低于29kV;全部
切除时，电压如高于29kV时，不再投入。6) 原有功补控制装置的支路因故障退出后，不能自动恢复。为此，本发明的功补 控制装置中增加永久性和瞬时性故障的判断功能，瞬时故障时自动恢复。如基波过电 流是因为支路的电感或电容器件损坏引起，是永久故障，立即切除，不能自恢复；谐波 过电流是瞬时故障，延时后自动恢复。7) 功补控制装置的功率因数补偿控制板有RS232和RS485通讯口，可以用微机或 手持液晶显示器通过通讯口对功补装置的工作状态、机车的功率因数、电网的畸变、电 流畸变、谐波电流和每一支路的电流畸变等进行显示，便于观察和分析。8) 功补装置电容器损坏时会发出大量热量，为防止电容器损坏后引起事故的扩大， 在电容器上增加温度开关，控制系统对电容器的温度进行监控，在温度超过允许值时， 切除相应的功补支路。本发明的功补控制装置的主程序流程如图2所示，主要包括以下步骤1、 功补控制装置进入初始检测状态；2、 功补控制装置的控制芯片进入初始检测状态；3、 由控制系统对各传感器进行交流采样，并査询反馈信号；4、 控制系统将根据反馈信号信号进行分析处理，首先判断晶闸管是否超高压，如 已经超压，控制系统将进入电压保护子程序，进行电压保护；如晶闸管没有超 压，将进入温度或其它故障判断，如果温度超过，将进行电容器温度保护子程 序。 .5、 如果温度没有超过，将进入计算电流有效值、P值和Q值，以及电流FFT的分析。 首先进行电流有效值的分析，如果达到电流有效值的保护值，将进入电流有效 值的保护程序，否则将进入控制算法程序，并将所运算的数值以参数的形式发 送到通讯口，同时触发脉冲信号继续进行巡回检测。本发明的功补控制装置可以减少输电线和变电所变压器的功率损耗。当机车功率 因数由0.82提高到0.90时，输电线和变电所变压器功率损耗可减少17%。 一般输电 线和变电所变压器功率损耗约占电气化铁道能源消耗的5~6%。机车受电弓上电压提 高l 2kV。并且接触网电压趋于平稳，否则接触网电压波动可达8 9kV;引起机车起 动和辅助电机工作困难。可以提高输电设备(包哮机车牵引变压器)的容量利用率， 或者可相应减少其容量。当功率因数由0.82提高到0.90，容量利用可提高约8%。降 低机车向电网输送的谐波电流，可以减小旋转电机、电网、变压器产生附加的损耗和
发热，减小对明线音频通话线路产生的干扰。新琴功率因数补偿控制装置相对于既有 装置有以下几个方面的改进。
1) 功补控制硬件的改进
原有功补控制装置是采用集成电路及其它分离元件构成的模拟电路系统，存在功 能简单、误差较大、参数修改不灵活及故障率高等诸多缺点。
新型功率因数补偿控制装置的控制核心采用cygnal系列高性能高速CPU，为复杂 的控制和保护功能提供了硬件基础；逻辑部分采用CPLD，提高了系统的运算能力、抗 干扰能力和灵活性。
2) 功率因数补偿装置过压保护值的重新设置
新型功率因数补偿控制装置的支路过电压保护动作值设置与机车牵引过压保护值 一致或使用同一个过压保护信号，这样机车运行时支路不会因过电压保护而单独退出 (过压时各牵引电路同时退出)。
3) 电流信号传递方式改进
既有功补控制装置的支路电流信号是通过电流互感器变为电压信号后，由较长的 双绞屏蔽线传给功率因数补偿控制板；采用电压信号传递，而且幅度只为1.2V左右， 很容易引入千扰信号。
新型功率因数补偿控制装置将支路电流互感器的二次侧取样电阻从互感器上移至 控制板上，这样滤波支路电流信号的传递由电压方式变成电流方式，提高了在信号传 输过程中的抗干扰能力。
4) 无功和有功检测方式改进 '
既有控制装置根据无功和有功的定义公式测量无功功率，g = C/^/w cos0 ，该方案
要读出电网电压和电流基波的有效值及其相位差，因为电网电压和电流畸变十分严重， 测量精度很难保证，而且抗干扰能力差。
新型功率因数补偿控制装置采用电网电压移相90度与电网电流乘积后滤波检测无 功的方法，提高无功检测精度和干扰能力。6K机车的功补控制装置釆用的就是这种方 法。
5) 支路过流保护方式改进
原有机车上支路用瞬时峰值过流和平均值过流两种方案，过流后切除支路。因为 滤波支路的电流畸变十分严重，这两种方式都不能准确反映支路的过载程度，造成过 流保护误动作。因过流切除一个支路后，仍投入的支路的谐波电流会增加，因此更容
易过流而退出，致使全部的支路因过流而退出。
新型功率因数补偿控制装置的过流保护方式以电流有效值为保护目标，同时将谐 波过流和基波过流分别开来，并采用不同的保护方式。基波过流时应立即切除；谐波 过电流时，是因为投入支路过少，应投入更多的谐波支路，减小流入过流支路的谐波 电流，只有在所有的支路投入后仍过流时才需要切除。
6) 支路投切方案改进 原有支路的投切以无功控制为目标.-
当无功Q〉480kvar时投入一组功补支路，直到四组全部投入； 当无功Q〈120kvar时切除一组功补支路，直到四组全部切除； 这种单一的补偿控制原则可能会导致负荷变化时支路较多的投切次数，这对滤波
支路的电器元件的寿命有影响。
新型功率因数补偿控制装置的投切以无功为挂制目标的同时引入电网电压为控制 目标当电网电压较高时(如高25kV)以无功为控制目标，在电网电压较低时(低于 25kV)，以无功为控制目标时，同时引入电网电压为控制目标，尽量让更多的支路投入 工作，这样不仅可以减小支路的投切次数和频率，减小支路的谐波电流，而且有利于 提高电网电压，有利于机车牵引力的发挥(电气化铁道上供电末端的的电容投切是以 电网电压为控制目标)。7) 增加故障恢复功能
原有功支路不能正常运行的主要原因是支路因故障退出后，不能自动恢复。在没 有严格要求的情况下，司机不愿意重新投入。
为此，新型功率因数补偿控制装置中增加了永久性和瞬时性故障的判断功能，瞬 时故障时自动恢复。如基波过电流是因为支路的电感或电容器件损坏引起，是永久 故障，应立即切除，不能自恢复；谐波过电流是瞬时故障，延时后自动恢复。
8) 新增功率因数补偿装置工作状况监视通讯口
新型功率因数补偿控制装置有RS232和RS485通讯口，可以用微机或手持液晶显 示器通过通讯口对功率因数补偿装置的工作状态、机车的功率因数、电网的畸变、电 流畸变、每一支路的电流畸变和谐波电流等进行显示，便于观察和分析。
9) 改变支路投切的优先级
既有功补装置上的各支路在优先级上是一样的，为保证各支路的电容的寿命的一 致性，采用先投入先切除的原则。 ，
实际上机车上的1/2桥总是先开放，因此其对应的牵引绕组产生的谐波电流总是 会大于或等于天另两个1/4桥产生的谐波电流，而牵引绕组间有阻抗，为了使支路有 更好的滤波效果，新型功率因数补偿控制装置，将1/2桥的牵引绕组上的支路优先投 入，最后切除。
10)预留功率因数补偿装置电容的温度监视功能
电容损坏时会发出大量热量，为防止电容损坏后引起事故的扩大，可在电容器上增 加温度开关，新型功率因数补偿控制装置预留了对电容的温度进行监控的功能，在温度 超过允许值时，切除相应的支路。
权利要求
1、一种电力机车功率因数补偿控制方法，其特征在于所述的电力机车功补控制是根据检测电网电压和流入机车的电流，并进行频谱分析；读入有功和无功功率，并以此计算出功率因数，再根据功率因数及电网电压决定功补支路的投切；同时根据功补支路晶闸管开关电压极性，决定晶闸管的开关脉冲；并采集支路的电流，作频谱分析，判断是否过电流，如过电流将分析过电流的原因，采取相应的保护措施；并将功率因数补偿装置的工作状态及电网电压、机车电流、各支路的电流等相关信息通过通讯口传向机车微机显示器，由显示器显示。
2、 如权利要求l所述的电力机车功率因数补偿控制方法，其特征在于所述的功 补控制装置采用电网电压移相90度与电网电流乘积后滤波检测无功的方法。
3、 如权利要求l所述的电力机车功率因数补偿控制方法，其特征在于功补支路 采用有效值过流或热过流保护，防止过流保护误动作引起的频繁投切。
4、 如权利要求3所述的电力机车功率因数补偿控制方法，其特征在于谐波过流 和基波过流采用不同的保护方式；基波过流应立即切除；谐波过电流时，则投入更多 的支路，以减小流入过流支路的谐波电流，只有在所有的支路都投入后仍过流时才需 要切除；对偶发性过流，故障保护自动恢复，只有在永久故障发生时永久切除故障支 路。
5、 如权利要求l所述的电力机车功率因数补偿控制方法，其特征在于功补控制 装置以机车的无功控制和电网电压为目标，尽量让更多的支路投入；支路投切判据分 三种情况来考虑.①电压低于19kV时，以电网电压恒压为22kV为控制目标，支路全 部依次投入；②电压22kV 29kV时，以无功为控制目标,无功功率大于480kvar时投入 一支路，直至四支路全部投入；小于-100kvar时，切除一支路;③电网电压高于29kV 时，以电网电压小于29kV为控制目标依次切除全部支路，直到电压低于29kV;全 部切除时，电压如高于29kvar时，不再投入。 '
6、 一种实现权利要求1所述电力机车功率因数补偿控制方法的功率因数补偿控制 装置，其特征在于功率因数补偿控制装置由两块6U板插件完成；其中一块为接口板， 包括输入/输出模拟信号和数子信号的处理部分；另一块为控制板，包括功功率计算部 分、功率因数补偿支路的投切部分，以及故障处理部分。
7、如权利要求6所述的功率因数补偿控制装置，其特征在于功补控制装置的控制核心采用cygnal系列高性能高速CPU;逻辑部分采用CPLD。
8、 如权利要求6所述的功率因数补偿控制装置，其特征在于功率因数补偿控制 装置中增加永久性和瞬时性故障的判断功能，瞬时故障时自动恢复，永久故障则立即切 除功补支路。
9、 如权利要求6所述的功率因数补偿控制装置，其特征在于功率因数补偿控制 装置的支路过电压保护动作值设置与机车牵引过压保护值一致或使用同一个过压保护 信号；且功率因数补偿控制装置采用RS232和RS485通讯口 。
10、如权利要求6所述的功率因数补偿控制装置，其特征在于功率因数补偿控 制装置将支路电流互感器的二次侧取样电阻从互感器上移至控制板上，滤波支路电流 信号的传递为电流方式传递。
全文摘要
一种电力机车功率因数补偿控制方法及装置，根据检测电网电压和流入机车的电流，进行频谱分析；读入有功和无功功率，并计算出功率因数，再根据功率因数及电网电压决定功补支路的投切；根据功补支路晶闸管开关电压极性，决定晶闸管的开关脉冲；采集支路的电流，作频谱分析，判断是否过电流，过电流将分析过电流的原因，采取相应保护措施；并将功率因数补偿装置的工作状态及电网电压、机车电流、各支路电流相关信息通过通讯口传向机车微机显示器，由显示器显示。功补控制装置由两块6U板插件构成。一块为接口板，包括输入/输出模拟信号和数子信号的处理部分；另一块为控制板，包括功功率计算部分、功率因数补偿支路的投切部分，以及故障处理部分。
文档编号B60L3/00GK101396970SQ20071003584
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月30日 优先权日2007年9月30日
发明者娜 丁, 喻建平, 廖洪涛, 彭奇彪, 彭新平, 朱龙驹, 李伟东, 坚 汤, 索建国, 郭育华, 高春宏 申请人:南车株洲电力机车有限公司;西南交通大学