一种电容器投切分区控制方法和装置与流程

本发明属于电力系统的无功补偿控制技术领域，具体涉及一种电容器投切分区控制方法和装置。

背景技术：

电网输出的功率包括两部分；一是有功功率；二是无功功率。直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率；不消耗电能,只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能。

电流在电感元件中作功时,电流滞后于电压90°，而电流在电容器元件中作功时,电流超前电压90°。在同一电路中,电感电流与电容器电流方向相反,互差180°。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容器元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小。把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。

无功功率补偿，又简称为无功补偿，在电力供电系统中起到提高电网的功率因数的作用，能够降低供电变压器及输送路线的损耗，提高供电效率，改善供电环境，合理的选择补偿装置，能够做到最大限度的减少电网的损耗，提高电网质量。

现有的无功补偿装置，是在电路内设置一组补偿电容器，如图1所示，在每相上单独设置的补偿电容器为分补电容器，用于对相应的相单独进行无功补偿；三相之间共同设置的补偿电容器为共补电容器，用于对三相同时进行无功补偿。通过对分补电容器和共补电容器的投切控制，能够对三相母线的电压进行调节。在采用分补电容器或者共补电容器对三相母线的电压进行调节时，很可能造成三相电压不平衡的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种电容器投切分区控制方法和装置，用于解决在投切分补电容器或者共补电容器时，引起的三相电压不平衡的问题。

一种电容器投切分区控制方法，包括如下步骤：

根据三相母线各相的电压上限值、下限值和其无功补偿量的欠补预设值、过补预设值，按照下述条件进行分区：

区间1：该相的电压值大于，且无功补偿量小于欠补预设值；

区间2a：该相的电压值大于电压预设下限值，与电压预设上限值之间的差值小于第一预设值，并且该相的无功补偿量小于欠补预设值；

区间2b：该相的电压值大于电压预设下限值，与电压预设上限值之间的差值大于第一预设值，并且该相的无功补偿量小于欠补预设值；

区间3：该相的电压值小于电压预设下限值，且无功补偿量大于欠补预设值，小于过补预设值；

区间4：该相的电压值小于电压预设下限值，且无功补偿量大于过补预设值；

区间5a：该相的电压值小于电压预设上限值，与电压预设下限值之间的差值小于第二预设值，并且该相的无功补偿量大于过补预设值；

区间5b：该相的电压值小于电压预设上限值，与电压预设下限值之间的差值大于第二预设值，并且该相的无功补偿量大于过补预设值；

区间6：该相的电压值大于压预设上限值，且无功补偿量大于欠补预设值，小于压预设上限值；

区间7：该相的电压值在电压预设下限值与电压预设上限值之间；且无功补偿量在过补预设值与欠补预设值之间；

检测三相母线各相所处的区间，当某相处于区间3或区间4时，判断该相所投入的分补电容器是否小于该相的分补路数；如果小于，则投入该相的分补电容器；否则，投入所述三相母线的共补电容器；

当某相处于区间1或区间6时，判断电压过高的相所投入的分补电容器是否大于等于1；如果大于等于，则切除该相的分补电容器；否则，切除所述三相母线的共补电容器。

本发明所提供一种电容器投切分区控制方法，当三相母线中某相的电压值过小或过大时，先对该相的分补电容器进行投切，其他相无动作，所以不会造成三相不平衡。当该相的所有分补电容器都投入或投切后，如果该相的电压值依然过小或过大时，则对共补电容器进行投切；由于此时该相的所有分补电容器都已经投入或切除，所以此时三相之间的电压之差最小，减少发生三相不平衡的概率。

进一步的，当三相母线的某相处于区间2b时，投入该相的分补电容器；当三相母线某相处于区间5b时，切除该相的分补电容器；当三相母线的某相处于区间2a、区间5a或者区间7时，无投切动作。

当三相母线中某相处于区间7时，是处于最理想的工作状态，所以不需要执行投切动作；当三相母线中的某相处于区间2a、区间5a时，为了避免投切电容器造成的震荡，所以也不执行投切动作；当三相母线某相处于区间2b时该相处于欠补偿状态，当三相母线某相处于区间5b时该相处于过补偿状态，所以这两个区间只对该相的分补电容器进行投切，防止出现三相不平衡。

进一步的，当三相母线的共补电容器都投入共补后，该相依然处于区间3或者区间4，则发出该相电压过低的警告。

进一步的，当三相母线的共补电容器都切除后，该相依然处于区间1或者区间6，则发出该相电压过高的警告。

一种电容器投切分区控制装置，包括处理器；

所述处理器，用于根据三相母线各相的电压上限值、下限值和其无功补偿量的欠补预设值、过补预设值，按照下述条件进行分区：

区间1：该相的电压值大于，且无功补偿量小于欠补预设值；

区间2a：该相的电压值大于电压预设下限值，与电压预设上限值之间的差值小于第一预设值，并且该相的无功补偿量小于欠补预设值；

区间2b：该相的电压值大于电压预设下限值，与电压预设上限值之间的差值大于第一预设值，并且该相的无功补偿量小于欠补预设值；

区间3：该相的电压值小于电压预设下限值，且无功补偿量大于欠补预设值，小于过补预设值；

区间4：该相的电压值小于电压预设下限值，且无功补偿量大于过补预设值；

区间5a：该相的电压值小于电压预设上限值，与电压预设下限值之间的差值小于第二预设值，并且该相的无功补偿量大于过补预设值；

区间5b：该相的电压值小于电压预设上限值，与电压预设下限值之间的差值大于第二预设值，并且该相的无功补偿量大于过补预设值；

区间6：该相的电压值大于压预设上限值，且无功补偿量大于欠补预设值，小于压预设上限值；

区间7：该相的电压值在电压预设下限值与电压预设上限值之间；且无功补偿量在过补预设值与欠补预设值之间；

所述处理器还用于检测三相母线各相所处的区间，当某相处于区间3或区间4时，判断该相所投入的分补电容器是否小于该相的分补路数；如果小于，则投入该相的分补电容器；否则，投入所述三相母线的共补电容器；

当某相处于区间1或区间6时，判断电压过高的相所投入的分补电容器是否大于等于1；如果大于等于，则切除该相的分补电容器；否则，切除所述三相母线的共补电容器。

进一步的，当三相母线的某相处于区间2b时，投入该相的分补电容器；当三相母线某相处于区间5b时，切除该相的分补电容器；当三相母线的某相处于区间2a、区间5a或者区间7时，无投切动作。

进一步的，当三相母线的共补电容器都投入共补后，该相依然处于区间3或者区间4，则发出该相电压过低的警告。

进一步的，当三相母线的共补电容器都切除后，该相依然处于区间1或者区间6，则发出该相电压过高的警告。

附图说明

图1为分补和共补的示意图；

图2为方法实施例1中电容器投切分区图，也是方法实施例2中电容器投切分区图；

图3为方法实施例1中单相电压过低时投切电容器的控制流程图；

图4为方法实施例2中单相电压过高时投切电容器的控制流程图。

具体实施方式

本发明提供一种电容器投切分区控制方法和装置，用于解决采用分补电容器或者共补电容器对三相母线的电压进行调节时，引起的三相电压不平衡的问题。

一种电容器投切分区控制方法，包括如下步骤：

根据三相母线各相的电压上限值、下限值和其无功补偿量的欠补预设值、过补预设值，按照下述条件进行分区：

区间1：该相的电压值大于，且无功补偿量小于欠补预设值；

区间2a：该相的电压值大于电压预设下限值，与电压预设上限值之间的差值小于第一预设值，并且该相的无功补偿量小于欠补预设值；

区间2b：该相的电压值大于电压预设下限值，与电压预设上限值之间的差值大于第一预设值，并且该相的无功补偿量小于欠补预设值；

区间3：该相的电压值小于电压预设下限值，且无功补偿量大于欠补预设值，小于过补预设值；

区间4：该相的电压值小于电压预设下限值，且无功补偿量大于过补预设值；

区间5a：该相的电压值小于电压预设上限值，与电压预设下限值之间的差值小于第二预设值，并且该相的无功补偿量大于过补预设值；

区间5b：该相的电压值小于电压预设上限值，与电压预设下限值之间的差值大于第二预设值，并且该相的无功补偿量大于过补预设值；

区间6：该相的电压值大于压预设上限值，且无功补偿量大于欠补预设值，小于压预设上限值；

区间7：该相的电压值在电压预设下限值与电压预设上限值之间；且无功补偿量在过补预设值与欠补预设值之间；

检测三相母线各相所处的区间，如果某相处于区间3或区间4时，判断该相所投入的分补电容器是否小于该相的分补路数；如果小于，则投入该相的分补电容器；否则，投入所述三相母线的共补电容器；

当某相处于区间1或区间6时，判断电压过高的相所投入的分补电容器是否大于等于1；如果大于等于，则切除该相的分补电容器；否则，切除所述三相母线的共补电容器。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

本实施例所提供一种无功补偿电容器投切控制装置，包括处理器，处理器上连接有由于检测三相母线电压的装置。

处理器用于进行数据处理，具体方法如下：

首先根据三相母线中每相的电压和无功补偿量进行分区，分区图如图2所示：

当三相母线某相的电压值大于UH，且无功补偿量小于时，判断为该相处于区间1；

当三相母线某相的电压值大于UH，且无功补偿量大于小于时，判断为该相处于区间6；

当三相母线某相的电压值小于UL，且无功补偿量大于小于时，判断为该相处于区间3；

当三相母线某相的电压值小于UL，且无功补偿量时，且无功补偿量大于时，判断为该相处于区间4；

当三相母线某相的电压值大于UL且小于UH，并且该相的无功补偿量小于时：

如果该相的电压值与UH之间的差值小于ΔU1，判断为该相处于区间2a；

如果该相的电压值与UH之间的差值大于ΔU1，判断为该相处于区间2b；

当三相母线某相的电压值大于UL且小于UH，并且该相的无功补偿量大于时：

如果该相的电压值与UL之间的差值小于ΔU2，判断为该相处于区间5a；

如果该相的电压值与UL之间的差值大于ΔU2，判断为该相处于区间5b；

当三相母线某相的电压值大于UL且小于UH，并且无功补偿量小于大于时，判断为该相处于区间7。

上述UL为电压预设下限值，UH为电压预设上限值，欠补预设值，为过补预设值，ΔU1为第一预设值，ΔU2为第二预设值。

然后检测三相母线的电压和电流，判断各相所处的区间；

当三相母线某相处于区间7时，该相处于理想区间，不对分补电容器和共补电容器进行投切动作；

当三相母线某相处于区间2a时，为了避免投切震荡，不对分补电容器和共补电容器进行投切动作；

当三相母线某相处于区间5a时，为了避免投切震荡，不对分补电容器和共补电容器进行投切动作；

当三相母线某相处于区间2b时，投入该相的分补电容器；

当三相母线某相处于区间5b时，切除该相的分补电容器；

当三相母线某相的电压处于区间3或区间4时，如三相母线中A相处于区间3或区间4时，则对A相电压调节的流程图如图3所示，步骤如下：

(1)判断A相投入补偿的分补电容器数量是否小于分补路数；

如果小于，则A相的投入补偿的分补电容器数量加一，即增加A相所投入的分补电容器；

否则进入下一步；

(2)判断三相母线所投入的共补数量是否小于共补路数；

如果小于，则共补数量加一，即增加共补电容器的数量；

否则进入下一步；

(3)发出“A相电压过低”的告警。

当三相母线某相的电压处于区间1或区间6时，如三相母线中A相处于区间1或区间6时，则对A相电压调节的流程图如图4所示，步骤如下：

(1)判断A相投入补偿的分补电容器数量是否大于等于1；

如果大于等于，则A相的投入补偿的分补电容器数量减一，即切除一个A相所投入的分补电容器；

否则进入下一步；

(2)判断三相母线所投入的共补数量是否大于等于1；

如果大于等于，则共补数量减一，即切除一组共补电容器；

否则进入下一步；

(3)发出“A相电压过高”的告警。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。