专利名称：一种电缆载流量无功补偿方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及输电线功率控制领域，具体涉及一种电缆载流量无功补偿方法及装置。
背景技术：
在直流电路中，从电源输送到电器(负载)的电功率，是电压与电流的乘积，也就是电气设备实际所吸收的功率。在交流电路中，由于电阻和电抗(感抗和容抗)同时存在， 电源输送到电器设备的电功率并不完全做功，因为其中有一部分电功率(电感和电容所储存的电能)仍能回输到电源。实际为设备所吸收的电功率叫有功功率。无功功率用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外做功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。电缆在运行过程中，由于电感特性造成大量无功功率损耗，降低了有功功率，进而增加了电缆使用的成本。运用现有无功补偿方法，由于影响电缆无功损耗的因素较多而且复杂，实际电缆无功补偿计算难度较大，无功功率计算不准确。
发明内容
本发明提出一种简易的电缆载流量无功补偿方法，可以提高电缆无功功率的计算的准确度，降低电缆的无功功率。基于上述目的，采用的技术方案是一种电缆载流量无功补偿方法，包括步骤(1)将待测电缆接入穿心升流器的副边、将电力电容器接入穿心升流器的原边以及将穿心升流器接入电源；(2)调节电力电容器的电容值和穿心升流器的变比；(3)获取电力电容器的电容值、电源电压值、穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值；(4)根据流过待测电缆的电流值计算待测电缆的功率；根据所述穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值计算穿心升流器的功率；根据电力电容器的电容值和电源电压值计算电力电容器的功率；(5)判断电力电容器的功率是否等于穿心升流器的功率与待测电缆的功率之和， 若是，则根据此时的电力电容器的电容值配置输电电缆的无功补偿电容。本发明方法将待测电缆、穿心升流器和电力电容器进行初始化，构建电路模型；将电路模型通电后，不断调节电力电容器的电容值和穿心升流器的变比；每次调节后，获取电力电容器的电容值、电源电压值、穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值；然后根据获取的参数计算待测电缆的功率、穿心升流器的功率和电力电容器的功率；当待测电缆达到谐振时，即电力电容器的功率等于穿心升流器的功率与待测电缆的功率之和时，此时电源提供的有功功率利用率最高。根据此时电力电容器的电容值进行配置输电电缆的无功补偿电容，可以提高电缆无功功率的计算的准确度，降低电缆的无功功率。本发明提出一种简易的电缆载流量无功补偿装置，可以提高电缆无功功率的计算的准确度，降低电缆的无功功率。基于上述目的，采用的技术方案是一种电缆载流量无功补偿装置，包括初始化单元，用于将待测电缆接入穿心升流器的副边、将电力电容器接入穿心升流器的原边以及将穿心升流器接入电源；调节单元，用于调节电力电容器的电容值和穿心升流器的变比；获取单元，用于获取电力电容器的电容值、电源电压值、穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值；计算单元，用于根据流过待测电缆的电流值计算待测电缆的功率；根据所述穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值计算穿心升流器的功率；根据电力电容器的电容值和电源电压值计算电力电容器的功率；判断单元，用于判断电力电容器的功率是否等于穿心升流器的功率与待测电缆的功率之和；配置单元，用于接收所述判断单元的判断结果，若判断结果为是，则根据此时的电力电容器的电容值配置输电电缆的无功补偿电容。本发明装置中，初始化单元利用待测电缆、穿心升流器和电力电容器构建电路模型；将电路模型通电后，调节单元不断调节电力电容器的电容值和穿心升流器的变比；每次调节后，获取单元获取电力电容器的电容值、电源电压值、穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值；然后计算单元根据获取的参数计算待测电缆的功率、穿心升流器的功率和电力电容器的功率；当判断单元判定待测电缆达到谐振时，即电力电容器的功率等于穿心升流器的功率与待测电缆的功率之和时，此时电源提供的有功功率利用率最高。配置单元根据此时电力电容器的电容值进行配置输电电缆的无功补偿电容，可以提高电缆无功功率的计算的准确度，降低电缆的无功功率。
图1是本发明方法的一个事实例流程图；图2是本发明方法中建立的一个电路模型结构图；图3是本发明装置的一个结构示意图。
具体实施例方式为便于理解本发明，下面将结合附图进行阐述本发明思想。首先介绍本发明提出的一种电缆载流量无功补偿方法，请参考图1，包括步骤101、进行初始化；进行初始化后，形成如图2所示的一种电路模型，将待测电缆接入穿心升流器的副边、将电力电容器接入穿心升流器的原边以及将穿心升流器接入电源。102、调节电力电容器和穿心升流器； 调节电力电容器电容值和穿心升流器的变比。
103、获取电力电容器的电容值、电源电压值、穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值；104、根据获取的参数计算待测电缆的功率、穿心升流器的功率以及电力电容器的功率；根据流过待测电缆的电流值计算待测电缆的功率；根据穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值计算穿心升流器的功率；根据电力电容器的电容值和电源电压值计算电力电容器的功率。105、判断电力电容器的功率是否等于穿心升流器的功率与待测电缆的功率之和；判断电力电容器的功率是否等于穿心升流器的功率与待测电缆的功率之和，若是，则进行步骤106。106、根据电力电容器的电容值配置输电电缆的无功补偿电容。根据此时的电力电容器的电容值配置输电电缆的无功补偿电容。本发明方法将待测电缆、穿心升流器和电力电容器进行初始化，构建电路模型；将电路模型通电后，不断调节电力电容器的电容值和穿心升流器的变比；每次调节后，获取电力电容器的电容值、电源电压值、穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值；然后根据获取的参数计算待测电缆的功率、穿心升流器的功率和电力电容器的功率；当待测电缆达到谐振时，即电力电容器的功率等于穿心升流器的功率与待测电缆的功率之和时，此时电源提供的有功功率利用率最高。根据此时电力电容器的电容值进行配置输电电缆的无功补偿电容，可以提高电缆无功功率的计算的准确度，降低电缆的无功功率。其中，步骤104具体可以为根据公式Q电缆=ω L电缆I2、L电缆=(L^L0) · 1电缆和L0 = 21n (D/r)计算计算待测电缆的功率；其中，L_为电缆电感，I为流过待测电缆的电流值；Li为电缆单位长度内感； L。为电缆单位长度外感，D为电缆轴间距离，r为电缆半径；1 _为电缆长度；ω = 2 π f 为穿心升流器频率；根据公式 龍=(0Lm&{-)2mm&计算穿心升流器的功率，其中，N
ηI
为穿心升流器的线圈匝数，μ为穿心升流器的铁芯导磁率，s为穿心升流器的铁芯磁回路的截面积，1为穿心升流器的铁芯磁回路的平均长度；η为穿心升流器的变比；根据公式Q^m= CU2计算电力电容器的功率；其中，U为电源电压值，C为电力电容器的电容值。考虑到实际运行时，电容器的电压可能与额定电压不同，则电容器能补偿的实际功率将低于额定功率，会影响电缆的无功补偿；为了解决此问题，对上述实施例作如下改进在步骤106中，根据此时的电力电容器的电容值配置输电电缆的无功补偿电容时，先根据公式处=%(U/UN)2计算电力电容器在实际电压下的功率；其中，A为电力电容器在实际电压下的功率，％为电容器铭牌上的额定功率，Un为电容器额定电压；计算电力电容器的功率与A的比值；给输电电缆配置与该比值对应数目的电容，每个电容值与此时的电力电容器的电容值相等。接着介绍本发明提出的一种电缆载流量无功补偿装置，请参考图3，包括初始化单元Tl，用于将待测电缆接入穿心升流器的副边、将电力电容器接入穿心升流器的原边以及将穿心升流器接入电源；调节单元T2，用于调节电力电容器电容值和穿心升流器的变比；获取单元T3，用于获取电力电容器的电容值、电源电压值、穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值；计算单元T4，用于根据流过待测电缆的电流值计算待测电缆的功率；根据穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值计算穿心升流器的功率；根据电力电容器的电容值和电源电压值计算电力电容器的功率；判断单元T5，用于判断电力电容器的功率是否等于穿心升流器的功率与待测电缆的功率之和；配置单元T6，用于接收判断单元的判断结果，若判断结果为是，则根据此时的电力电容器的电容值配置输电电缆的无功补偿电容。本发明装置中，初始化单元利用待测电缆、穿心升流器和电力电容器构建电路模型；将电路模型通电后，调节单元不断调节电力电容器的电容值和穿心升流器的变比；每次调节后，获取单元获取电力电容器的电容值、电源电压值、穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值；然后计算单元根据获取的参数计算待测电缆的功率、穿心升流器的功率和电力电容器的功率；当判断单元判定待测电缆达到谐振时，即电力电容器的功率等于穿心升流器的功率与待测电缆的功率之和时，此时电源提供的有功功率利用率最高。配置单元根据此时电力电容器的电容值进行配置输电电缆的无功补偿电容，可以提高电缆无功功率的计算的准确度，降低电缆的无功功率。具体的，计算单元T4进行计算时，根据公式Q电缆=ω 电缆I2、L电缆=(L^L0) · 1电缆禾Π L0 = 21n(D/r)计算计算待测电缆的功率；其中，L_为电缆电感，I为流过待测电缆的电流值；Li为电缆单位长度内感；L。为电缆单位长度外感，D为电缆轴间距离，r为电缆半径；1 _为电缆长度；ω = 2 π f，f为穿心升流器频率；以及，根据公式
权利要求
1.一种电缆载流量无功补偿方法，其特征是，包括步骤(1)将待测电缆接入穿心升流器的副边、将电力电容器接入穿心升流器的原边以及将穿心升流器接入电源；(2)调节电力电容器的电容值和穿心升流器的变比；(3)获取电力电容器的电容值、电源电压值、穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值；(4)根据流过待测电缆的电流值计算待测电缆的功率；根据所述穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值计算穿心升流器的功率；根据电力电容器的电容值和电源电压值计算电力电容器的功率；(5)判断电力电容器的功率是否等于穿心升流器的功率与待测电缆的功率之和，若是， 则根据此时的电力电容器的电容值配置输电电缆的无功补偿电容。
2.根据权利要求1所述的电缆载流量无功补偿方法，其特征是， 所述步骤(4)具体为根据公式:Q电缆=ω L电缆I2、L电缆=(LJL0) · 1电缆和L0 = 21n (D/r)计算计算待测电缆的功率；其中，L_为电缆电感，I为流过待测电缆的电流值；Li为电缆单位长度内感；L。为电缆单位长度外感，D为电缆轴间距离，r为电缆半径；1 _为电缆长度；ω = 2 π f ;f为穿心升流器频率；根据公式 -计算穿心升流器的功率，其中，N为穿ηI心升流器的线圈匝数，μ为穿心升流器的铁芯导磁率，s为穿心升流器的铁芯磁回路的截面积，1为穿心升流器的铁芯磁回路的平均长度；η为穿心升流器的变比；根据公式=Q4lm= Cu2计算电力电容器的功率；其中，U为电源电压值，C为电力电容器的电容值。
3.根据权利要求2所述的电缆载流量无功补偿方法，其特征是，在所述根据此时的电力电容器的电容值配置输电电缆的无功补偿电容时，先根据公式处=%(U/UN)2计算电力电容器在实际电压下的功率；其中，A为电力电容器在实际电压下的功率，％为电容器铭牌上的额定功率，Un为电容器额定电压； 计算所述电力电容器的功率与所述A的比值；给输电电缆配置与该比值对应数目的电容，每个电容值与所述此时的电力电容器的电容值相等。
4.一种电缆载流量无功补偿装置，其特征是，包括初始化单元，用于将待测电缆接入穿心升流器的副边、将电力电容器接入穿心升流器的原边以及将穿心升流器接入电源；调节单元，用于调节电力电容器的电容值和穿心升流器的变比； 获取单元，用于获取电力电容器的电容值、电源电压值、穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值；计算单元，用于根据流过待测电缆的电流值计算待测电缆的功率；根据所述穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值计算穿心升流器的功率；根据电力电容器的电容值和电源电压值计算电力电容器的功率；判断单元，用于判断电力电容器的功率是否等于穿心升流器的功率与待测电缆的功率之和；配置单元，用于接收所述判断单元的判断结果，若判断结果为是，则根据此时的电力电容器的电容值配置输电电缆的无功补偿电容。
5.根据权利要求4所述的电缆载流量无功补偿装置，其特征是，所述计算单元根据公式Q电缆=ω L电缆I2、L电缆=(k+L。)· 1电缆和L0 = 21n (D/r)计算计算待测电缆的功率；其中，L_为电缆电感，I为流过待测电缆的电流值知为电缆单位长度内感；L。为电缆单位长度外感，D为电缆轴间距离，r为电缆半径；1 _为电缆长度；ω = 2 π f，f为穿心升流器频率；以及，根据公式 和、_ =^ 十算穿心升流器的功率，其中，Nη/为穿心升流器的线圈匝数，μ为穿心升流器的铁芯导磁率，s为穿心升流器的铁芯磁回路的截面积，1为穿心升流器的铁芯磁回路的平均长度；η为穿心升流器的变比；以及，根据公式=Q4lm= Cu2计算电力电容器的功率；其中，U为电源电压值，C为电力电容器的电容值。
6.根据权利要求5所述的电缆载流量无功补偿装置，其特征是，所述配置单元根据此时的电力电容器的电容值配置输电电缆的无功补偿电容时，先根据公式^ = A(UAn)2计算电力电容器在实际电压下的功率，其中，A为电力电容器在实际电压下的功率，Qn为电容器铭牌上的额定功率，Un为电容器额定电压；计算所述电力电容器的功率与所述A的比值；然后给输电电缆配置与该比值对应数目的电容，每个电容值与所述此时的电力电容器的电容值相等。
全文摘要
本发明提出一种电缆载流量无功补偿方法，包括步骤将待测电缆接入穿心升流器的副边、将电力电容器接入穿心升流器的原边以及将穿心升流器接入电源；调节电力电容器的电容值和穿心升流器的变比；获取电力电容器的电容值、电源电压值、穿心升流器的变比和流过待测电缆的电流值；根据获取的参数计算待测电缆的功率、穿心升流器的功率和电力电容器的功率；判断电力电容器的功率是否等于穿心升流器的功率与待测电缆的功率之和，若是，则根据此时的电力电容器的电容值配置输电电缆的无功补偿电容。本发明提出一种电缆载流量无功补偿装置，可以提高电缆无功功率的计算的准确度，降低电缆的无功功率。
文档编号H02J3/18GK102496940SQ20111039368
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者刘刚, 刘毅刚, 周凡, 许宇翔, 雷成华, 黄旭瑞 申请人:华南理工大学, 广东电网公司广州供电局