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無功補償器的工作原理
發布時間:2015-8-31

采樣三相電源中一線電流(如A線)與另外兩線的電壓(如BC線)之間的相位差,通過一定的運算,得到當前電網的實時功率因數。此功率因數與設定的投入門限和切除門限比較,在整個投切延時時間內,若在投切門限以內,則不予動作;若小于投入門限,則另投入一組電容器;若大于切除門限或發現功率因數為負時,則切除一組已投入的電容器。再經過投切延時時間,重復比較與投切,直到當前的功率因數達到投切門限以內。在投切過程中,若發現檢測到的電壓大于設定的過壓保護門限,則按組切除所有已投入的電容;當檢測到的電壓超過設定的過壓保護門限的10%時,則一次性切除所有已投入的電容,用以保護電容器。在投切時若發現檢測到的電流小于欠電流封鎖門限,則停止投切動作,避免系統出現循環投切現象。
由于在三相供電中有不同接線方法,不同的接線方法對功率因數的算法也不一樣,因此我們規定ARC系列功率因數自動補償控制儀的電流取自三相供電中的A線,電壓取自BC間的線電壓,同時為減少現場接線的復雜度,我們在程序中對相位進行自動判別。
在三相供電中,我們假設三相的相電壓分別為Ua、Ub、Uc,A線電流為Ia
則有Ua=Usin(ωt),Ub=Usin(ωt+120o),Uc=Usin(ωt+240o),
從而得到BC間的線電壓為Ubc=Ub-Uc= Usin(ωt-90o)
若A線負載為純阻性,則A線電流Ia與A線電壓Ua同相,Ia超前Ubc的角度為90o;
若A線負載為感性,則A線電流Ia滯后A線電壓Ua角度為φ(0o≤φ≤90o),Ia超前Ubc的角度為90o-φ;
若A線負載為容性,則A線電流Ia超前A線電壓Ua角度為φ(0o≤φ≤90o),Ia超前Ubc的角度為90o+φ
在我們的ARC功率因數自動補償控制儀中,為了計算的方便,我們電流相位的采樣為電壓采樣的第二個周期,即若沒有相位差Ia滯后Ua的角度為360o。在實際檢測中,假設我們檢測到Ia滯后太長了

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