一种磁控电抗器初次触发控制方法
【专利摘要】本发明的一种磁控电抗器初次触发控制方法，它包括以下步骤：1）采集同步的三相正弦信号；2）计算A、B、C三相的角度关系；3）判断A、B、C三相的角度关系是否合理，如果合理，进入下一步，如果不合理，调整后进入第一步；4）将实时的二次信号同步信号正相序输入单片机；5）采集一次电压转换方波；6）一次电压信号和二次信号同相位触发；7）单片机得到触发角度的输出电流；8）记录上述过程中对应的磁控电抗器输出电流和触发角度；9）得到控制特性方程。本发明不仅实现了正相序校准和一二次同步核相，而且在晶闸管角度精确触发的基础上得到了控制特性方程。
【专利说明】一种磁控电抗器初次触发控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制方法，尤其涉及一种磁控电抗器初次触发控制方法。
【背景技术】
[0002]磁控电抗器，全称是磁阀式可控电抗器，简称MCR，是一种容量可调的并联电抗器，主要用于电力系统的无功补偿。
[0003]磁控电抗器由控制部分和电抗器本体组成，电抗器的主铁芯中间部分是长度为L的小截面段，上下两个半芯柱上分别对称地绕有匝数为N/2的绕组；每一铁芯柱的上(下)绕组有一抽头比为S =N2/N的抽头，它们与各自铁芯柱的下(上)绕组的首(末)端之间接有晶闸管Kl和K2，不同铁芯的上、下两个绕组交叉联接后并至电网，二极管D则横跨在交叉端点用于续流。当晶闸管K1、K2均不导通时，可控电抗器相当于空载变压器，容量很小；若在电源电压的正负半周内轮流触发导通Kl、K2，则可在绕组回路中产生一定大小的直流偏磁电流，其在两并联绕组中自成回路，不流向外部电路。该控制电流所产生的直流磁通使工作铁芯柱饱和，可控电抗器等值容量增大。调节晶闸管触发延迟角的大小可以改变铁芯磁饱和度，从而达到控制电抗器容量的目的。
[0004]由于晶闸管的电位电压和磁控电抗器的本体电压均高达几千伏甚至几百千伏，人员无法靠近，因而需要利用决策控制器来控制电抗器的角度，这就要求触发的角度必须准确，初始控制精度要达到1%。度甚至更高，否则就会出现磁控电抗器三相不平衡，因此，为了实现对电抗器的精确控制，需要一种全新的控制方法。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种磁控电抗器初次触发控制方法，不仅实现了正相序校准和一二次同步核相的功能，而且可以计算出控制特性方程，为后续的控制提供了便利。
[0006]为解决上述技术问题，本发明方案包括:一种磁控电抗器初次触发控制方法，用来实现对磁控电抗器晶闸管角度的精确触发并得到控制特性方程，其特征在于，该方法包括以下步骤:
采集同步的三相正弦信号；
计算A、B、C三相的角度关系；
判断A、B、C三相的角度关系是否合理，如果合理，进入下一步，如果不合理，调整后进入第一步；
将实时的二次信号同步信号正相序输入单片机；
采集一次电压转换方波；
一次电压信号和二次信号同相位触发；
单片机得到触发角度的输出电流；
记录上述过程中对应的磁控电抗器输出电流和触发角度；
得到控制特性方程。[0007]进一步的，采集同步的三相方波信号的具体步骤为:1)采集同步的三相正弦波信号；2)正弦波信号输入单片机ATMEGA16L2 ;3)获得与正弦波对应的方波。
[0008]进一步的，计算A、B、C三相的角度关系的具体步骤为:1)分别提取A、B、C相方波的零点位；2)计算B相方波与A相方波的时间差，获得A、B两相之间的角度；3)计算C相方波与A相方波的时间差，获得A、C两相之间的角度。
[0009]进一步的，判断A、B、C三相的角度关系的标准为:任意两相之间的角度在100°—140°之间，包括IOO0和140°。
[0010]进一步的，将实时的二次信号同步信号正相序输入单片机的具体过程为:1)相位关系通过光纤传输到决策控制电路板；2)接收光纤将相位关系转换为电信号；3)电信号输入单片机ATMEGA16L2。
[0011]进一步的，单片机得到触发角度的输出电流的具体过程为:单片机初次固定触发角度为170°，记录相应电抗器的输出电流；而后每次触发角度递减1.3°，每改变一次后，记录相应的电抗器输出电流和触发角度，直到电抗器的输出电流达到额定电流为止。
[0012]进一步的，得到控制特性方程的方法为:每一组对应的磁控电抗器输出电流和触发角度作为一个坐标点，通过相邻两个坐标点得到一条线段，并计算出该线段的一元一次方程，多个线段的描绘组合构成了磁控电抗器的控制特性曲线。
[0013]本发明的有益效果是:本发明通过对三相信号的采集、计算和调整，实现了对电抗器本体正相序的校准；利用对一二次信号的采集、比对，达到了一二次同步核相的效果；通过记录的两个以上对应的电抗器输出电流和触发角度，绘制出了控制特性曲线，计算得到了控制特性方程，从而省去了后期调整使得分析和计算过程，大大提高了控制效率和精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的方法流程图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图对本发明的具体实施进行说明，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0016]如图1所示的一种磁控电抗器初次触发控制方法，用来实现对磁控电抗器晶闸管角度的精确触发并得到控制特性方程，该方法包括以下步骤:
1、采集同步的三相正弦波信号后，将采集到的正弦波信号输入到单片机ATMEGA16L2中，通过单片机ATMEGA16L2将正弦波转换成对应的方波。
[0017]2、分别提取A、B、C相方波的零点位，以A相为基准，计算B相方波与A相方波的时间差，获得A、B两相之间的角度，利用同同的方法，获得A、C两相之间的角度，根据三相的基础知识，可以得到A、B、C三相的角度关系。
[0018]3、判断A、B、C三相的角度关系是否合理，判断的标准为:任意两相之间的角度在100° —140°之间，包括100°和140°，如果三相角度关系符合上述标准，就能直接进入下一步，如果三相角度关系不符合上述标准，需要人工调整三相输入的角度后，重新进入第一步，通过上述的操作，实现了电抗器本体正相序的校准。
[0019]4、将上一步中采集到的相位关系通过光纤传输到决策控制电路板，并通过接收光纤将相位关系转换为电信号，该信号即为二次信号，然后将二次信号输入单片机ATMEGAI6L2。
[0020]5、通过电路采集一次电压转换方波，并将该一次电压转换方波转化为电信号输入单片机ATMEGA16L2，此次采集到的信号即为一次电压信号，通过比较单片机中的一次电压信号和二次信号，实现了一二次同步核相。
[0021]6、单片机得到控制角度的输出电流，具体过程为:单片机初次固定触发角度为170°，记录此时相应电抗器的输出电流；而后每次触发角度递减1.3°，每当触发角度改变一次，记录一次电抗器的输出电流，并记录相应的控制角度，直到电抗器的输出电流达到额定电流为止，此时，可以得到各相应点的触发角度和电抗器输出电流。
[0022]7、将每一组对应的磁控电抗器输出电流和触发角度作为一个坐标点，通过相邻两个坐标点得到一条线段，并计算出该线段的一元一次方程，多个线段的描绘组合构成了磁控电抗器的控制特性曲线。
[0023]通过上述操作得出控制特性方程后，当采集到一个新的磁控电抗器输出电流后，就能将该输出电流代入控制特性方程中，从而计算出需要输出的电压值，大大提高了控制效率和精度。
[0024]应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换、简单组合等多种变形，这些均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种磁控电抗器初次触发控制方法，用来实现对磁控电抗器晶闸管角度的精确触发并得到控制特性方程，其特征在于，该方法包括以下步骤: 采集同步的三相正弦信号； 计算A、B、C三相的角度关系； 判断A、B、C三相的角度关系是否合理，如果合理，进入下一步，如果不合理，调整后进入第一步； 将实时的二次信号同步信号正相序输入单片机； 采集一次电压转换方波； 一次电压信号和二次信号同相位触发； 单片机得到控制角度的输出电流； 记录上述过程中对应的磁控电抗器输出电流和触发角度； 得到控制特性方程。
2.根据权利要求1所述的一种磁控电抗器初次触发控制方法，其特征在于，采集同步的三相方波信号的具体步骤为:1)采集同步的三相正弦波信号；2)正弦波信号输入单片机ATMEGA16L2 ；3)获得与正弦波对应的方波。
3.根据权利要求2所述的一种磁控电抗器初次触发控制方法，其特征在于，计算A、B、C三相的角度关系的具体步骤为:1)分别提取A、B、C相方波的零点位；2)计算B相方波与A相方波的时间差，获得A、B两相之间的角度；3)计算C相方波与A相方波的时间差，获得A、C两相之间的角度。
4.根据权利要求3所述的一种磁控电抗器初次触发控制方法，其特征在于，判断A、B、C三相的角度关系的标准为:任意两相之间的角度在100° —140°之间，包括100°和140°。
5.根据权利要求4所述的一种磁控电抗器初次触发控制方法,其特征在于，将实时的二次信号同步信号正相序输入单片机的具体过程为:I)相位关系通过光纤传输到决策控制电路板；2)接收光纤将相位关系转换为电信号；3)电信号输入单片机ATMEGA16L2。
6.根据权利要求5所述的一种磁控电抗器初次触发控制方法，其特征在于，单片机得到触发角度的输出电流的具体过程为:单片机初次固定触发角度为170°，记录相应电抗器的输出电流；而后每次触发角度递减1.3°，每改变一次后，记录相应的电抗器输出电流和触发角度，直到电抗器的输出电流达到额定电流为止。
7.根据权利要求6所述的一种磁控电抗器初次触发控制方法，其特征在于，得到控制特性方程的方法为:每一组对应的磁控电抗器输出电流和触发角度作为一个坐标点，通过相邻两个坐标点得到一条线段，并计算出该线段的一元一次方程，多个线段的描绘组合构成了磁控电抗器的控制特性曲线。
【文档编号】H02J3/18GK103746391SQ201410054490
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年2月18日 优先权日:2014年2月18日
【发明者】张强, 赵庆良, 张顺, 赵庆春, 昌怀奎 申请人:济南银河电气有限公司