無功投切模擬測試系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無功投切模擬測試系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括多個電容器、多個無功補償單元、投切開關和感性負載，無功補償單元均對應有優(yōu)先級，投切開關包括多個輸入接口和輸出接口，每一輸出接口均接該些電容器中的一個，每一無功補償單元均對應接該些輸入接口中的若干；接通電源，該些無功補償單元自動組網(wǎng)且組網(wǎng)成功，優(yōu)先級最高的無功補償單元中的主控制器計算系統(tǒng)的功率因數(shù)，若功率因數(shù)小于目標值則計算功率因數(shù)與目標值的差值，并根據(jù)差值計算需要投入的無功功率，主控制器發(fā)送控制投入信號至至少一預投的電容器對應的無功補償單元；對應的無功補償單元控制對應的預投的電容器投入，降低現(xiàn)場調(diào)試時間，更好地模擬測試現(xiàn)場設備的硬件和軟件。
【專利說明】無功投切模擬測試系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無功投切系統(tǒng)及方法，特別涉及一種可模擬現(xiàn)場設備的無功投切 情況的無功投切模擬測試系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002] 在電力系統(tǒng)中，目前對現(xiàn)場設備進行調(diào)試的一般做法是現(xiàn)場調(diào)試，而現(xiàn)場設備往 往受用戶用電的情況的影響，不可隨時調(diào)試，由于現(xiàn)場設備占地面積大，輸送電壓的線路也 相對較長，所以這種調(diào)試方法大大增加了現(xiàn)場的調(diào)試時間，且在不斷的調(diào)試過程中會加大 對現(xiàn)場設備的損耗，輸電線路較長也會導致電能損耗大，進而導致功率因數(shù)降低，不利于對 現(xiàn)場設備的調(diào)試，無法更好地對現(xiàn)場設備的硬件例如部件以及電路結(jié)構和軟件進行測試。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術中對現(xiàn)場設備進行現(xiàn)場調(diào)試的方 式增加現(xiàn)場調(diào)試時間、加大現(xiàn)場設備的損耗以及無法更好地對現(xiàn)場設備的硬件和軟件進行 測試的缺陷，提供一種結(jié)構相對簡單、能夠大為降低現(xiàn)場調(diào)試的時間以及更好地模擬測試 現(xiàn)場設備的硬件和軟件的無功投切模擬測試系統(tǒng)及方法。
[0004] 本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：
[0005] 本發(fā)明提供一種無功投切模擬測試系統(tǒng)，其特點在于，其包括多個并聯(lián)的電容器、 多個用于控制該些電容器投切的無功補償單元、一投切開關以及至少一與該些電容器相并 聯(lián)的感性負載，該些無功補償單元均對應有一優(yōu)先級且電連接一電源，該投切開關包括多 個輸入接口和與該些輸入接口 一一對應的輸出接口，每一輸出接口均連接該些電容器中的 一個，每一無功補償單元均對應連接該些輸入接口中的若干個，且每一無功補償單元連接 的輸入接口均不同；
[0006] 接通該電源后，該些無功補償單元自動組網(wǎng)，且在組網(wǎng)成功后，優(yōu)先級最高的無功 補償單元中的主控制器用于計算該無功投切測試系統(tǒng)的功率因數(shù)，并比較該功率因數(shù)與一 目標值的大小，若該功率因數(shù)小于該目標值則該主控制器還用于計算該功率因數(shù)與該目標 值的差值，并根據(jù)該差值計算需要投入的無功功率，該主控制器用于發(fā)送一控制投入信號 至從該些電容器中未投入的電容器中選取的無功功率之和等于該無功功率的預投的電容 器對應的無功補償單元；該些對應的無功補償單元用于控制對應的預投的電容器投入；
[0007] 若該功率因數(shù)大于該目標值或強制切除該感性負載則該主控制器還用于計算該 功率因數(shù)與該目標值的差值，并根據(jù)該差值計算需要切除的無功功率，該主控制器用于發(fā) 送一控制切除信號至從已投入的電容器中選取的無功功率之和等于該無功功率的預切的 電容器對應的無功補償單元；該些對應的無功補償單元用于控制對應的預切的電容器切 除。
[0008] 在本方案中，組網(wǎng)就是指網(wǎng)絡組建，分為以太網(wǎng)組網(wǎng)和ATM局域網(wǎng)（Asynchronous Transfer Mode，異步傳輸模式，ATM是以信元為基礎的一種分組交換和復用技術）組網(wǎng)。其 中，以太網(wǎng)組網(wǎng)非常靈活和簡便，可使用多種物理介質(zhì)，以不同拓撲結(jié)構組網(wǎng)，是目前國內(nèi) 外應用最為廣泛的一種網(wǎng)絡。且組網(wǎng)成功指的是網(wǎng)絡組建成功，即成功連接網(wǎng)絡。
[0009] 較佳地，該主控制器用于從該些電容器中未投入的電容器中按照電容器的無功功 率由大到小的順序選取該些預投的電容器，并按照該些預投的電容器的無功功率由大到小 的順序發(fā)送該控制投入信號至該些對應的無功補償單元。該些預投的電容器的無功功率有 大有小，本方案是按照該些預投的電容器的無功功率由大到小的順序發(fā)送該控制投入信號 至該些對應的無功補償單元，具體為：該主控制器先將控制投入信號發(fā)送給該些預投的電 容器中無功功率最大的電容器對應的無功補償單元，再將控制投入信號發(fā)送給該些預投的 電容器中無功功率次大的電容器對應的無功補償單元，以此類推，最后將控制投入信號發(fā) 送給該些預投的電容器中無功功率最小的電容器對應的無功補償單元。
[0010] 較佳地，該主控制器用于從已投入的電容器中按照電容器的投入先后順序選取該 些預切的電容器，并按照該些預切的電容器的投入先后順序發(fā)送該控制切除信號至該些對 應的無功補償單元。具體為：該主控制器先將控制切除信號發(fā)送給該些預切的電容器中最 先投入的電容器對應的無功補償單元，再將控制切除信號發(fā)送給該些預切的電容器中次先 投入的電容器對應的無功補償單元，以此類推，最后將控制切除信號發(fā)送給該些預切的電 容器中最后投入的電容器對應的無功補償單元。
[0011] 較佳地，該無功投切模擬測試系統(tǒng)還包括一用于接入電網(wǎng)的調(diào)壓器和一與該調(diào)壓 器的輸出端串接的電流互感器，該電流互感器還與每一無功補償單元相連接，每一無功補 償單元均接入該電網(wǎng)，該調(diào)壓器、該感性負載和該電流互感器構成一回路。
[0012] 其中，該調(diào)壓器的輸入側(cè)的輸入電壓為220V，該調(diào)壓器的輸出側(cè)的輸出電壓范圍 為0-300V，該調(diào)壓器輸出的最大電流值為8A。
[0013] 該感性負載例如電感用于模擬現(xiàn)場設備中的感性負載，該電流互感器用于模擬現(xiàn) 場設備中的進線互感器，采集出的電流直接傳輸至各無功補償單元。
[0014] 較佳地，該無功投切模擬測試系統(tǒng)還包括一滑動變阻器，該滑動變阻器與該感性 負載相并聯(lián)。該滑動變阻器用于模擬現(xiàn)場設備中的阻性負載，最大電流為5A，最大電阻值為 75歐。
[0015] 較佳地，該投切開關為一可編程繼電保護設備，該些無功補償單元均為C7系列電 容器設備，C7系列電容器設備為上海致維電氣有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。
[0016] 本發(fā)明還提供一種無功投切模擬測試方法，其特點在于，其利用上述的無功投切 模擬測試系統(tǒng)實現(xiàn)，該無功投切模擬測試方法包括以下步驟：
[0017] Si、接通該電源后，該些無功補償單元自動組網(wǎng)，且組網(wǎng)成功；
[0018] S2、優(yōu)先級最高的無功補償單元中的主控制器計算該無功投切測試系統(tǒng)的功率因 數(shù)，并比較該功率因數(shù)與該目標值的大小，若是該功率因數(shù)小于該目標值則進入步驟&，若 是該功率因數(shù)大于該目標值則進入步驟s 6;
[0019] S3、該主控制器計算該功率因數(shù)與該目標值的差值，并根據(jù)該差值計算需要投入 的無功功率；
[0020] S4、該主控制器發(fā)送該控制投入信號至從該些電容器中未投入的電容器中選取的 無功功率之和等于該無功功率的預投的電容器對應的無功補償單元；
[0021] S5、該些對應的無功補償單元控制對應的預投的電容器投入，結(jié)束流程；
[0022] S6、該主控制器計算該功率因數(shù)與該目標值的差值，并根據(jù)該差值計算需要切除 的無功功率；
[0023] S7、該主控制器發(fā)送該控制切除信號至從已投入的電容器中選取的無功功率之和 等于該無功功率的預切的電容器對應的無功補償單元；
[0024] S8、該些對應的無功補償單元控制對應的預切的電容器切除，結(jié)束流程。
[0025] 在步驟S2中，該功率因數(shù)大于該目標值分為兩種情況，第一種情況是該無功投切 模擬測試系統(tǒng)當前時刻的功率因數(shù)就大于該目標值，第二種情況是由于強制切除該感性負 載而導致的功率因數(shù)變?yōu)榇笥谀繕酥档臄?shù)值。
[0026] 較佳地，在步驟S4中，該主控制器從該些電容器中未投入的電容器中按照電容器 的無功功率由大到小的順序選取該些預投的電容器，并按照該些預投的電容器的無功功率 由大到小的順序發(fā)送該控制投入信號至該些對應的無功補償單元。具體為：該主控制器先 將控制投入信號發(fā)送給該些預投的電容器中無功功率最大的電容器對應的無功補償單元， 再將控制投入信號發(fā)送給該些預投的電容器中無功功率次大的電容器對應的無功補償單 元，以此類推，最后將控制投入信號發(fā)送給該些預投的電容器中無功功率最小的電容器對 應的無功補償單元。
[0027] 較佳地，在步驟&中，該主控制器從已投入的電容器中按照電容器的投入先后順 序選取該些預切的電容器，并按照該些預切的電容器的投入先后順序發(fā)送該控制切除信號 至該些對應的無功補償單元。具體為：該主控制器先將控制切除信號發(fā)送給該些預切的電 容器中最先投入的電容器對應的無功補償單元，再將控制切除信號發(fā)送給該些預切的電容 器中次先投入的電容器對應的無功補償單元，以此類推，最后將控制切除信號發(fā)送給該些 預切的電容器中最后投入的電容器對應的無功補償單元。
[0028] 在符合本領域常識的基礎上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實 例。
[0029] 本發(fā)明的積極進步效果在于：
[0030] 本發(fā)明提供一種無功投切模擬測試系統(tǒng)及方法，可模擬現(xiàn)場設備的無功的變化， 判斷各無功補償單元是否滿足現(xiàn)場運行的要求，具有結(jié)構相對簡單、能夠大為降低現(xiàn)場調(diào) 試的時間以及更好地模擬測試現(xiàn)場設備的硬件和軟件的優(yōu)點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發(fā)明較佳實施例的無功投切模擬測試系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。
[0032] 圖2為本發(fā)明較佳實施例的無功投切模擬測試方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實 施例范圍之中。
[0034] 如圖1所示，本發(fā)明提供了一種無功投切模擬測試系統(tǒng)，其包括多個并聯(lián)的電容 器（本實施例中選用了12個并聯(lián)的電容器(：1、〇2、〇3、〇4、〇5、〇6、〇7、〇8、〇9、(：10、(：11以 及C12,其中圖1明確標出了電容器C1、C2、C11以及C12,而省略了電容器C3、C4、C5、C6、 C7、C8、C9及CIO的標出）、多個用于控制該些電容器投切的無功補償單元1 (本實施例中 選用了 6個無功補償單元，即圖1中的C7S)、一執(zhí)行投切動作的可編程繼電保護設備2(即 PR500)以及至少一與該些電容器相并聯(lián)的感性負載（本實施例中選用了 2個感性負載分別 為電感L1和電感L2)，該些無功補償單元1均為C7系列電容器設備，該些無功補償單元1 均對應有一優(yōu)先級，且每一無功補償單元1均通過一空氣開關（即空開）3接入一電網(wǎng)，該 可編程繼電保護設備2包括多個輸入接口和與該些輸入接口一一對應的輸出接口，每一輸 出接口均連接該些電容器中的一個，每一無功補償單元均對應連接該些輸入接口中的若干 個，且每一無功補償單元連接的輸入接口均不同。
[0035] 繼續(xù)圖1，該無功投切模擬測試系統(tǒng)還包括一用于接入該電網(wǎng)的調(diào)壓器4、一與該 調(diào)壓器4的輸出端串接的電流互感器5 (即CT)和一滑動變阻器R，該滑動變阻器R與該感 性負載（電感L1和電感L2)相并聯(lián)，該電流互感器5還與每一無功補償單元1相連接，該 調(diào)壓器4、該感性負載和該電流互感器5構成一回路。
[0036] 其中，該調(diào)壓器4的輸入側(cè)的輸入電壓為220V，該調(diào)壓器4的輸出側(cè)的輸出電壓范 圍為0-300V，該調(diào)壓器4輸出的最大電流值為8A。該感性負載例如電感L1和電感L2用于 模擬現(xiàn)場設備中的感性負載，該電流互感器5用于模擬現(xiàn)場設備中的進線互感器，采集出 的電流直接傳輸至各無功補償單元。該滑動變阻器R用于模擬現(xiàn)場設備中的阻性負載，最 大電流為5A，最大電阻值為75歐。
[0037] 上面介紹了該無功投切模擬測試系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構及該結(jié)構中的元器件的物 理參數(shù)，下面具體介紹通過該些元器件實現(xiàn)循環(huán)投切測試、過補償測試以及甩負荷測試的 過程：
[0038] 循環(huán)投切測試過程：接通該電網(wǎng)后，該些無功補償單元1自動組網(wǎng)，且在組網(wǎng)成 功后，優(yōu)先級最高的無功補償單元1中的主控制器用于計算該無功投切測試系統(tǒng)的功率因 數(shù)，并比較該功率因數(shù)與一目標值的大小，若該功率因數(shù)小于該目標值則該主控制器還用 于計算該功率因數(shù)與該目標值的差值，并根據(jù)該差值計算需要投入的無功功率，該主控制 器用于從該些電容器中未投入的電容器中按照電容器的無功功率由大到小的順序選取無 功功率之和等于該無功功率的預投的電容器，并按照該些預投的電容器的無功功率由大到 小的順序發(fā)送一控制投入信號至該些預投的電容器對應的無功補償單元1 ;該些對應的無 功補償單元1用于控制對應的預投的電容器投入；若該功率因數(shù)大于該目標值則該主控制 器還用于計算該功率因數(shù)與該目標值的差值，并根據(jù)該差值計算需要切除的無功功率，該 主控制器用于從已投入的電容器中按照電容器的投入先后順序選取無功功率之和等于該 無功功率的預切的電容器，并按照該些預切的電容器的投入先后順序發(fā)送一控制切除信號 至該些預切的電容器對應的無功補償單元1 ;該些對應的無功補償單元1用于控制對應的 預切的電容器切除。
[0039] 過補償測試過程：該主控制器用于計算該無功投切測試系統(tǒng)的當前功率因數(shù)，并 比較當前功率因數(shù)與該目標值的大小，比較出當前功率因數(shù)大于該目標值則該主控制器用 于計算當前功率因數(shù)與該目標值的差值，并根據(jù)該差值計算需要切除的無功功率，該主控 制器用于按照該些預切的電容器的投入先后順序發(fā)送該控制切除信號至從已投入的電容 器中選取的無功功率之和等于該無功功率的預切的電容器對應的無功補償單元1 ;該些對 應的無功補償單元1用于控制對應的預切的電容器切除。
[0040] 甩負荷測試過程：在強制切除該感性負載時，該主控制器用于計算該無功投切測 試系統(tǒng)的當前功率因數(shù)，并比較當前功率因數(shù)與該目標值的大小，比較出當前功率因數(shù)大 于該目標值則該主控制器用于計算當前功率因數(shù)與該目標值的差值，并根據(jù)該差值計算需 要切除的無功功率，該主控制器用于按照該些預切的電容器的投入先后順序發(fā)送該控制切 除信號至從已投入的電容器中選取的無功功率之和等于該無功功率的預切的電容器對應 的無功補償單元1 ;該些對應的無功補償單元1用于控制對應的預切的電容器切除。
[0041] 如圖2所示，本發(fā)明還提供一種無功投切模擬測試方法，其利用上述的無功投切 模擬測試系統(tǒng)實現(xiàn)，該無功投切模擬測試方法包括以下步驟：
[0042] 步驟101、接通該電源后，該些無功補償單元自動組網(wǎng)，且組網(wǎng)成功；
[0043] 步驟102、優(yōu)先級最高的無功補償單元中的主控制器計算該無功投切測試系統(tǒng)的 功率因數(shù)，并比較該功率因數(shù)與一目標值的大小，若是該功率因數(shù)小于該目標值則進入步 驟103,若是該功率因數(shù)大于該目標值則進入步驟106 ;
[0044] 步驟103、該主控制器計算該功率因數(shù)與該目標值的差值，并根據(jù)該差值計算需要 投入的無功功率；
[0045] 步驟104、該主控制器從該些電容器中未投入的電容器中按照電容器的無功功率 由大到小的順序選取無功功率之和等于該無功功率的預投的電容器，并按照該些預投的電 容器的無功功率由大到小的順序發(fā)送一控制投入信號至該些預投的電容器對應的無功補 償單元；
[0046] 步驟105、該些對應的無功補償單元控制對應的預投的電容器投入，結(jié)束流程；
[0047] 步驟106、該主控制器計算該功率因數(shù)與該目標值的差值，并根據(jù)該差值計算需要 切除的無功功率；
[0048] 步驟107、該主控制器從已投入的電容器中按照電容器的投入先后順序選取無功 功率之和等于該無功功率的預切的電容器，并按照該些預切的電容器的投入先后順序發(fā)送 一控制切除信號至該些預切的電容器對應的無功補償單元；
[0049] 步驟108、該些對應的無功補償單元控制對應的預切的電容器切除，結(jié)束流程。
[0050] 在步驟102中，該功率因數(shù)大于該目標值分為兩種情況，第一種情況是該無功投 切模擬測試系統(tǒng)當前時刻的功率因數(shù)就大于該目標值，第二種情況是由于強制切除該感性 負載而導致的功率因數(shù)變?yōu)榇笥谀繕酥档臄?shù)值。
[0051] 下面舉一具體的例子來進一步說明本發(fā)明，以使本領域的技術人員能夠更好地理 解本發(fā)明：
[0052] 在本實施例中，參考圖1所示，該無功投切模擬測試系統(tǒng)包括6個無功補償單元 1、一個可編程繼電保護設備2、12個并聯(lián)的電容器以及均與任意一個電容器相并聯(lián)的電感 L1和電感L2,這12個并聯(lián)的電容器分別為電容器Cl(20Kvar/480V，即電容器C1的額定無 功功率為20Kvar，額定電壓為480V)、電容器C2 (20Kvar/480V)、電容器C3 (20Kvar/480V)、 電容器 C4 (20Kvar/480V)、電容器 C5 (20Kvar/480V)、電容器 C6 (20Kvar/480V)、電容 器 C7 (20Kvar/480V)、電容器 C8 (20Kvar/480V)、電容器 C9 (40Kvar/480V)、電容器 CIO (10Kvar/480V)、電容器 Cl 1 (40Kvar/480V)以及電容器 C12 (10Kvar/480V)，這 6 個無功 補償單元1均具有一個物理地址，每個無功補償單元1具有的物理地址均不相同，具體地， 該6個無功補償單元1的物理地址依次為1#、2#、3#、4#、5#和6#，其中圖1明確標出了物理 地址分別為1#、2#和6#的無功補償單元1，而省略了對物理地址分別為3#、4#和5#的無功 補償單元1的標出。
[0053] 該可編程繼電保護設備2包括12個輸入接口和與該12個輸入接口 一一對應的輸 出接口，這12個輸入接口分別為輸入接口 Dil、輸入接口 Di2、輸入接口 Di3、輸入接口 Di4、 輸入接口 Di5、輸入接口 Di6、輸入接口 Di7、輸入接口 Di8、輸入接口 Di9、輸入接口 DilO、輸 入接口 Dill和輸入接口 Dil2,這12個輸出接口分別為輸出接口 Dol、輸出接口 D〇2、輸出接 口 D〇3、輸出接口 D〇4、輸出接口 D〇5、輸出接口 D〇6、輸出接口 D〇7、輸出接口 D〇8、輸出接口 D〇9、輸出接口 DolO、輸出接口 Doll和輸出接口 D〇12,其中圖1明確標出了輸入接口 Dil、輸 入接口 Di2、輸入接口 Di3、輸入接口 Di4、輸入接口 Dill以及輸入接口 Dil2,而省略了對輸 入接口 Di5、輸入接口 Di6、輸入接口 Di7、輸入接口 Di8、輸入接口 Di9以及輸入接口 DilO 的標出，還有，圖1明確標出了輸出接口 Dol、輸出接口 D〇2、輸出接口 D〇3、輸出接口 Doll以 及輸出接口 D〇12,而省略了對輸出接口 D〇4、輸出接口 D〇5、輸出接口 D〇6、輸出接口 D〇7、輸 出接口 D〇8、輸出接口 D〇9以及輸出接口 DolO的標出。
[0054] 而且，輸出接口 Dol連接電容器C1，輸出接口 Do2連接電容器C2,輸出接口 Do3連 接電容器C3,輸出接口 D〇4連接電容器C4,輸出接口 D〇5連接電容器C5,輸出接口 D〇6連接 電容器C6，輸出接口 Do7連接電容器C7，輸出接口 Do8連接電容器C8，輸出接口 Do9連接電 容器C9,輸出接口 DolO連接電容器C10,輸出接口 Doll連接電容器C11，輸出接口 Dol2連 接電容器C12。
[0055] 還有，物理地址為1#的無功補償單元連接輸入接口 Dil和輸入接口 Di2,物理地址 為2#的無功補償單元連接輸入接口 Di3和輸入接口 Di4,物理地址為3#的無功補償單元連 接輸入接口 Di5和輸入接口 Di6,物理地址為4#的無功補償單元連接輸入接口 Di7和輸入 接口 Di8,物理地址為5#的無功補償單元連接輸入接口 Di9和輸入接口 DilO,物理地址為 6#的無功補償單元連接輸入接口 Dill和輸入接口 Di 12。
[0056] 這六個無功補償單元1裝在小金屬盒中，通過該電網(wǎng)供電，且該電網(wǎng)的B相電壓 (即圖1中的Ub)通過該調(diào)壓器4給電流互感器5、滑動變阻器R、電感L1、電感L2以及12 個電容器供電。其中電流互感器5串接在該調(diào)壓器4的輸出電壓回路中，模擬進線互感器， 采集的電流直接送入這六個無功補償單元1 ;滑動變阻器R模擬阻性負載，最大電流為5A， 最大電阻值為75歐；電感L1模擬電感量較小的感性負載，單相電感量6. 14mH，僅接入單 相；電感L2模擬電感量較大的感性負載，由單相電感量6. 14mH和單相電感量5. 184mH串接 構成。此外，電容器C1-電容器C12模擬無功投入；可編程繼電保護設備2采集各無功補償 單元的繼電器動作狀態(tài)作為開關輸入量，經(jīng)過編程，驅(qū)動可編程繼電保護設備2的相應輸 出接口，執(zhí)行投切電容動作。
[0057] 下面具體介紹該無功投切模擬測試系統(tǒng)的測試過程，但在具體測試之前，還需要 對該無功投切模擬測試系統(tǒng)進行初始化，具體初始化步驟為：
[0058] 1)調(diào)節(jié)該滑動變阻器R，使滑動變阻器R的阻值調(diào)節(jié)為最大阻值，該調(diào)壓器4的初 始值為零；
[0059] 2)合上該空氣開關3,接通該電網(wǎng)，將該調(diào)壓器4的輸出電壓調(diào)節(jié)至10V左右（實 際8. 3V左右）；
[0060] 3)調(diào)節(jié)該滑動變阻器R，觀察該無功投切模擬測試系統(tǒng)的功率因數(shù)，并將該功率 因數(shù)調(diào)節(jié)至0.7左右即可；
[0061] 4)統(tǒng)一通訊波特率，將電流互感器5變比設置為58,即在該調(diào)壓器4的輸出電壓 實際值為8. 3V時，經(jīng)過測量及計算獲得電流互感器5變比為58。
[0062] 5)斷開該空氣開關3并再次合上該空氣開關3。
[0063] 在進行完上述初始化步驟后，該些無功補償單元開始組網(wǎng)，組網(wǎng)成功后即可開始 測試實驗了，下面具體說明該測試過程：
[0064] 循環(huán)投切測試過程：
[0065] 該無功投切模擬測試系統(tǒng)接通該電網(wǎng)后，物理地址分別為1#、2#、3#、4#、5#和6# 的無功補償單元自動組網(wǎng)，其中物理地址分別為1#、2#、3#、5#和6#的無功補償單元連接上 網(wǎng)絡，即組網(wǎng)成功，而物理地址為4#的無功補償單元為手動組網(wǎng)方式，即物理地址為4#的 無功補償單元只有通過工作人員的手動強制投入才能連接上網(wǎng)絡，所以物理地址為4#的 無功補償單元暫時未連接上網(wǎng)絡。
[0066] 優(yōu)先級最高（即物理地址最?。┑臒o功補償單元1中的控制器為主控制器，在本 實施例中，物理地址為1#的無功補償單元中的控制器為主控制器。該主控制器用于計算 該無功投切測試系統(tǒng)的功率因數(shù)，此時該功率因數(shù)為0. 73,該主控制器判斷出該功率因數(shù) 〇. 73小于目標范圍0. 9-0. 95,則進一步地，該主控制器計算該功率因數(shù)與目標范圍的差值 為0. 17-0. 22,并根據(jù)該差值計算需要投入的無功功率為120Kvar，如何根據(jù)該差值計算出 需要投入的無功功率是現(xiàn)有技術，這里就不再贅述。該主控制器知道了需要投入的無功功 率，從電容器C1-C12中未投入的電容器（即電容器C1-C12)中按照電容器的無功功率由大 到小的順序選取無功功率之和等于該無功功率（120Kvar)的預投的電容器（即無功功率為 40Kvar的電容器C9,無功功率為40Kvar的電容器Cl 1，無功功率為20Kvar的電容器C1，無 功功率為20Kvar的電容器C2)。
[0067] 該主控制器還按照該些預投的電容器的無功功率由大到小的順序發(fā)送一控制投 入信號至該些預投的電容器對應的無功補償單元1。具體為：該主控制器先將控制投入信 號發(fā)送給無功功率為40Kvar的電容器C9對應的物理地址為5#的無功補償單元，物理地址 為5#的無功補償單元控制電容器C9投入，此時功率因數(shù)為0. 79 ;再將控制投入信號發(fā)送 給無功功率為40Kvar的電容器C11對應的物理地址為6#的無功補償單元，物理地址為6# 的無功補償單元控制電容器C11投入，此時功率因數(shù)為0. 85 ;再將控制投入信號發(fā)送給無 功功率為20Kvar的電容器C1對應的物理地址為1#的無功補償單元，物理地址為1#的無 功補償單元控制電容器C1投入，此時功率因數(shù)為0. 88 ;最后將控制投入信號發(fā)送給無功功 率為20Kvar的電容器C2對應的物理地址為1#的無功補償單元，物理地址為1#的無功補 償單元控制電容器C2投入，此時功率因數(shù)為0. 91。在投入無功功率之和為120Kvar的電容 器之后，該無功投切測試系統(tǒng)的功率因數(shù)就在目標范圍〇. 9-0. 95之內(nèi)了。
[0068] 手動改變該無功投切模擬測試系統(tǒng)的目標范圍為0. 8-0. 85,通過上述過程可知此 時的功率因數(shù)為〇. 91，該主控制器判斷出功率因數(shù)0. 91大于目標范圍0. 8-0. 85,則進一步 地，該主控制器計算功率因數(shù)與目標范圍的差值為0. 11-0. 16,并根據(jù)該差值（0. 11)計算 需要切除的無功功率為40Kvar，該主控制器知道了需要切除的無功功率，從已投入的電容 器（即電容器C9、電容器C11、電容器C1以及電容器C2)中按照電容器投入先后順序選取 無功功率之和等于該無功功率（40Kvar)的預切的電容器（即無功功率為40Kvar的電容器 C9)，該主控制器將控制切除信號發(fā)送給無功功率為40Kvar的電容器C9對應的物理地址為 5#的無功補償單元，物理地址為5#的無功補償單元控制電容器C9切除，此時功率因數(shù)為 0. 85。在切除無功功率之和為40Kvar的電容器之后，該無功投切測試系統(tǒng)的功率因數(shù)就在 目標范圍0.8-0. 85之內(nèi)了。
[0069] 手動改變該無功投切模擬測試系統(tǒng)的目標范圍為0. 9-0. 95,通過上述過程可知 此時的功率因數(shù)為0.85,該主控制器判斷出功率因數(shù)0.85小于目標范圍0.9-0. 95,則進 一步地，該主控制器計算功率因數(shù)與目標范圍的差值為0. 05-0. 1，并根據(jù)該差值（0. 05) 計算需要投入的無功功率為40Kvar，該主控制器知道了需要投入的無功功率，從電容器 C1-C12中未投入的電容器中按照電容器由大到小的順序選取無功功率之和等于該無功功 率（40Kvar)的預投的電容器（即無功功率為20Kvar的電容器C3,無功功率為20Kvar的電 容器C4)。該主控制器先將控制投入信號發(fā)送給無功功率為20Kvar的電容器C3對應的物 理地址為2#的無功補償單元，物理地址為2#的無功補償單元控制電容器C3投入，此時功 率因數(shù)為〇. 88 ;再將控制投入信號發(fā)送給無功功率為20Kvar的電容器C4對應的物理地址 為2#的無功補償單元，物理地址為2#的無功補償單元控制電容器C4投入，此時功率因數(shù) 為0. 92 ;在投入無功功率之和為40Kvar的電容器之后，該無功投切測試系統(tǒng)的功率因數(shù)就 在目標范圍0.9-0. 95之內(nèi)了。
[0070] 因此，該無功投切模擬測試系統(tǒng)在整個循環(huán)投切測試過程中一直遵循先投入先切 除、循環(huán)投切的原則，即該無功投切模擬測試系統(tǒng)的循環(huán)投切測試過程真實地模擬了現(xiàn)場 設備的循環(huán)投切過程。
[0071] 2)過補償測試過程
[0072] 假設該無功投切模擬測試系統(tǒng)當前的功率因數(shù)為0. 92,目標范圍為0. 9-0. 95,手 動強制投入物理地址為4#的無功補償單元對應的無功功率為20Kvar的電容器C7,此時功 率因數(shù)為0. 95,并未超出目標范圍，繼續(xù)手動強制投入物理地址為4#的無功補償單元對應 的無功功率為20Kvar的電容器C8,此時功率因數(shù)為0. 98,即該無功投切模擬測試系統(tǒng)出現(xiàn) 了過補償?shù)默F(xiàn)象，需要切除部分已投入的電容器，具體為：
[0073] 假設已投入的電容器中按照投入的先后順序分別為無功功率為20Kvar的電容器 C1、無功功率為20Kvar的電容器C2和無功功率為20Kvar的電容器C3,則該主控制器計算 功率因數(shù)（0.98)與目標范圍（0.9-0.95)的差值為0.03-0. 08,并根據(jù)該差值（0.03)計算 需要切除的無功功率為40Kvar，該主控制器知道了需要切除的無功功率，從已投入的電容 器（即電容器C1、電容器C2以及電容器C3)中按照投入先后順序選取無功功率之和等于 該無功功率（40Kvar)的預切的電容器（即無功功率為20Kvar的電容器C1和無功功率為 20Kvar的電容器C2)，該主控制器將控制切除信號發(fā)送給無功功率為20Kvar的電容器C1 對應的物理地址為1#的無功補償單元，物理地址為1#的無功補償單元控制電容器C1切 除，此時功率因數(shù)為0. 96,再將控制切除信號發(fā)送給無功功率為20Kvar的電容器C2對應的 物理地址為1#的無功補償單元，物理地址為1#的無功補償單元控制電容器C2切除，此時 功率因數(shù)為0.93,即功率因數(shù)（0.93)在目標范圍0.9-0. 95之內(nèi)。
[0074] 因此，該無功投切模擬測試系統(tǒng)在出現(xiàn)過補償現(xiàn)象時，需要切除部分已投入的電 容器，在此切除電容器的過程中也遵循先投入先切除、循環(huán)投切的原則，該無功投切模擬測 試系統(tǒng)的過補償測試過程真實地模擬了現(xiàn)場設備的過補償過程。
[0075] 3)甩負荷測試過程
[0076] 假設該無功投切模擬測試系統(tǒng)當前的功率因數(shù)為0. 9,目標范圍為0. 9-0. 95,手 動強制切除電感L2,此時功率因數(shù)為0.99,超出了目標范圍，需要切除部分已投入的電容 器，具體為：
[0077] 假設已投入的電容器中按照投入的先后順序分別為無功功率為20Kvar的電容器 C4、20Kvar的電容器C5、無功功率為20Kvar的電容器C6和無功功率為lOKvar的電容器 C10,則該主控制器計算功率因數(shù)（0.99)與目標范圍（0.9-0. 95)的差值為0.04-0. 09,并 根據(jù)該差值（0.04)計算需要切除的無功功率為40Kvar，該主控制器知道了需要切除的無 功功率，從已投入的電容器（即電容器C4、電容器C5、電容器C6以及電容器C10)中按照投 入先后順序選取無功功率之和等于該無功功率（40Kvar)的預切的電容器（即無功功率為 20Kvar的電容器C4和無功功率為20Kvar的電容器C5)，該主控制器將控制切除信號發(fā)送 給無功功率為20Kvar的電容器C4對應的物理地址為2#的無功補償單元，物理地址為2#的 無功補償單元控制電容器C4切除，此時功率因數(shù)為0. 96,再將控制切除信號發(fā)送給無功功 率為20Kvar的電容器C5對應的物理地址為3#的無功補償單元，物理地址為3#的無功補償 單元控制電容器C5切除，此時功率因數(shù)為0.93,即功率因數(shù)（0.93)在目標范圍0.9-0. 95 之內(nèi)。
[0078] 因此，該無功投切模擬測試系統(tǒng)在切負荷時，系統(tǒng)中的功率因數(shù)驟然增大，需要切 除部分已投入的電容器，在此切除電容器的過程中也遵循先投入先切除的原則，該無功投 切模擬測試系統(tǒng)的甩負荷測試過程真實地模擬了現(xiàn)場設備的甩負荷過程。
[0079] 此外，本實施例的下表1給出了該無功投切模擬測試系統(tǒng)未接入電感L2時手動依 次投入各電容器的測試數(shù)據(jù)：
[0080] 表 1
[0081]
【權利要求】
1. 一種無功投切模擬測試系統(tǒng)，其特征在于，其包括多個并聯(lián)的電容器、多個用于控 制該些電容器投切的無功補償單元、一投切開關以及至少一與該些電容器相并聯(lián)的感性負 載，該些無功補償單元均對應有一優(yōu)先級且電連接一電源，該投切開關包括多個輸入接口 和與該些輸入接口 一一對應的輸出接口，每一輸出接口均連接該些電容器中的一個，每一 無功補償單元均對應連接該些輸入接口中的若干個，且每一無功補償單元連接的輸入接口 均不同； 接通該電源后，該些無功補償單元自動組網(wǎng)，且在組網(wǎng)成功后，優(yōu)先級最高的無功補償 單元中的主控制器用于計算該無功投切測試系統(tǒng)的功率因數(shù)，并比較該功率因數(shù)與一目標 值的大小，若該功率因數(shù)小于該目標值則該主控制器還用于計算該功率因數(shù)與該目標值的 差值，并根據(jù)該差值計算需要投入的無功功率，該主控制器用于發(fā)送一控制投入信號至從 該些電容器中未投入的電容器中選取的無功功率之和等于該無功功率的預投的電容器對 應的無功補償單元；該些對應的無功補償單元用于控制對應的預投的電容器投入； 若該功率因數(shù)大于該目標值或強制切除該感性負載則該主控制器還用于計算該功率 因數(shù)與該目標值的差值，并根據(jù)該差值計算需要切除的無功功率，該主控制器用于發(fā)送一 控制切除信號至從已投入的電容器中選取的無功功率之和等于該無功功率的預切的電容 器對應的無功補償單元；該些對應的無功補償單元用于控制對應的預切的電容器切除。
2. 如權利要求1所述的無功投切模擬測試系統(tǒng)，其特征在于，該主控制器用于從該些 電容器中未投入的電容器中按照電容器的無功功率由大到小的順序選取該些預投的電容 器，并按照該些預投的電容器的無功功率由大到小的順序發(fā)送該控制投入信號至該些對應 的無功補償單元。
3. 如權利要求1所述的無功投切模擬測試系統(tǒng)，其特征在于，該主控制器用于從已投 入的電容器中按照電容器的投入先后順序選取該些預切的電容器，并按照該些預切的電容 器的投入先后順序發(fā)送該控制切除信號至該些對應的無功補償單元。
4. 如權利要求1所述的無功投切模擬測試系統(tǒng)，其特征在于，該無功投切模擬測試系 統(tǒng)還包括一用于接入電網(wǎng)的調(diào)壓器和一與該調(diào)壓器的輸出端串接的電流互感器，該電流互 感器還與每一無功補償單元相連接，每一無功補償單元均接入該電網(wǎng)，該調(diào)壓器、該感性負 載和該電流互感器構成一回路。
5. 如權利要求1-4中任意一項所述的無功投切模擬測試系統(tǒng)，其特征在于，該無功投 切模擬測試系統(tǒng)還包括一滑動變阻器，該滑動變阻器與該感性負載相并聯(lián)。
6. 如權利要求1-4中任意一項所述的無功投切模擬測試系統(tǒng)，其特征在于，該投切開 關為一可編程繼電保護設備，該些無功補償單元均為C7系列電容器設備。
7. -種無功投切模擬測試方法，其特征在于，其利用如權利要求1-6中任意一項所述 的無功投切模擬測試系統(tǒng)實現(xiàn)，該無功投切模擬測試方法包括以下步驟： &、接通該電源后，該些無功補償單元自動組網(wǎng)，且組網(wǎng)成功； 52、 優(yōu)先級最高的無功補償單元中的主控制器計算該無功投切測試系統(tǒng)的功率因數(shù)， 并比較該功率因數(shù)與該目標值的大小，若是該功率因數(shù)小于該目標值則進入步驟&，若是 該功率因數(shù)大于該目標值則進入步驟S 6 ; 53、 該主控制器計算該功率因數(shù)與該目標值的差值，并根據(jù)該差值計算需要投入的無 功功率； s4、該主控制器發(fā)送該控制投入信號至從該些電容器中未投入的電容器中選取的無功 功率之和等于該無功功率的預投的電容器對應的無功補償單元； s5、該些對應的無功補償單元控制對應的預投的電容器投入，結(jié)束流程； s6、該主控制器計算該功率因數(shù)與該目標值的差值，并根據(jù)該差值計算需要切除的無 功功率； s7、該主控制器發(fā)送該控制切除信號至從已投入的電容器中選取的無功功率之和等于 該無功功率的預切的電容器對應的無功補償單元； s8、該些對應的無功補償單元控制對應的預切的電容器切除，結(jié)束流程。
8. 如權利要求7所述的無功投切模擬測試方法，其特征在于，在步驟S4中，該主控制器 從該些電容器中未投入的電容器中按照電容器的無功功率由大到小的順序選取該些預投 的電容器，并按照該些預投的電容器的無功功率由大到小的順序發(fā)送該控制投入信號至該 些對應的無功補償單元。
9. 如權利要求7所述的無功投切模擬測試方法，其特征在于，在步驟S7中，該主控制器 從已投入的電容器中按照電容器的投入先后順序選取該些預切的電容器，并按照該些預切 的電容器的投入先后順序發(fā)送該控制切除信號至該些對應的無功補償單元。
【文檔編號】H02J3/18GK104297581SQ201410270038
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權日:2014年6月17日
【發(fā)明者】鄭雷 申請人:上海致維電氣有限公司