专利名称：电力系统中三相输电线路功率因数采样控制器及控制方法
技术领域：
本发明涉及电力系统技术领域，特别涉及交流电输电线路参数采样技术领域，具体是指一种电力系统中三相输电线路功率因数采样控制器及控制方法。
背景技术：
功率因数是电力网的最基本的参数之一，其定义为电压、电流相位差的余弦值。电压、电流的相位差为正，表示滞后，反之表示超前。现有技术中常用单相法测三相的有功、无功、功率因数等，实现功率因数采样。采用该方法的控制器的接线如图I所示。根据图2所示的矢量图，线电压__ =^_Z-90°，那么控制器就相当于采样了 C相电压U。、C相电流I。，也就可以计算三相的视在功率S、有功因数P、无功因数Q、功率因数PF等。控制器包括以下输入信号电压U、电流I为有效值，可以直接测得。电压与电流夹角在电压、电流接线都按接线图接线时控制器测得输入为Uab和I。时的电参数如下S1=UXI ；P1=UXIXcos(J)1 ；Q1=UXIXsin^1;由上述矢量图可知￠=90° +(^1控制器再做如下转换为三相的电参数
权利要求
1.一种电力系统中的三相交流输电线路功率因数采样控制器，该控制器包括两个电压检测端、一个电流检测端和主控模块,所述的主控模块包括功率因数计算单元和功率因数输出端，所述的两个电压检测端和一个电流检测端均连接于所述的主控模块的功率因数计算单元，其特征在于，所述的主控模块还包括相位关系判断单元，所述的功率因数计算单元通过所述的相位关系判断单元连接所述的功率因数输出端，所述的两个电压检测端连接于所述的三相电线路中任意两相，所述的电流检测端连接于所述的三相电线路中另外一相。
2.根据权利要求I所述的电力系统中的三相交流输电线路功率因数采样控制器，其特征在于，所述的主控模块还包括线电压计算单元，所述的两个电压检测端通过所述的线电压计算单元连接所述的功率因数计算单元。
3.根据权利要求2所述的电力系统中的三相交流输电线路功率因数采样控制器，其特征在于，所述的功率因数计算单元包括三相视在功率计算子单元、三相有功功率计算子单元、三相无功功率计算子单元和功率因数计算子单元，所述的线电压计算单元和电流检测端均分别连接所述的三相视在功率计算子单元、三相有功功率计算子单元和三相无功功率计算子单元的输入端，所述的三相视在功率计算子单元和三相有功功率计算子单元的输出端连接所述的功率因数计算子单元，所述的三相有功功率计算子单元和三相无功功率计算子单元的输出端连接所述的相位关系判断单元输入端，所述的功率因数计算子单元和相位关系判断单元的输出端均连接所述的功率因数输出端。
4.一种基于权利要求I所述的控制器实现电力系统中三相交流输电线路功率因数采样控制的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤 (1)所述的两个电压检测端采样三相电线路中任意两相的电压值，所述的电流检测端采样所述的三相电线路中另外一相的电流值，并分别将采样的电压值和电流值发送至所述的主控模块； (2)所述的主控模块根据所述的两个电压检测端采样的三相电线路中两相的电压值计算线电压； (3)所述的功率因数计算单元根据所述的线电压和电流值计算三相视在功率、三相有功功率和三相无功功率； (4)所述的功率因数计算单元根据所述的三相视在功率和三相有功功率计算功率因数； (5)所述的相位关系判断单元根据所述的三相有功功率和三相无功功率判断电压和电流的相位关系； (6)所述的功率因数计算单元和相位关系判断单元将所述的功率因数和相位关系发送至所述的功率因数输出端。
5.根据权利要求4所述的实现电力系统中三相交流输电线路功率因数采样控制的方法，其特征在于，所述的主控模块还包括线电压计算单元，所述的两个电压检测端通过所述的线电压计算单元连接所述的功率因数计算单元，所述的步骤(2)具体为 所述的线电压计算单元根据所述的两个电压检测端采样的三相电线路中两相的电压值计算线电压，并发送至所述的功率因数计算单元。
6.根据权利要求5所述的实现电力系统中三相交流输电线路功率因数采样控制的方法，其特征在于，所述的功率因数计算单元包括三相视在功率计算子单元、三相有功功率计算子单元、三相无功功率计算子单元和功率因数计算子单元，所述的线电压计算单元和电流检测端均分别连接所述的三相视在功率计算子单元、三相有功功率计算子单元和三相无功功率计算子单元的输入端，所述的三相视在功率计算子单元和三相有功功率计算子单元的输出端连接所述的功率因数计算子单元，所述的三相有功功率计算子单元和三相无功功率计算子单元的输出端连接所述的相位关系判断单元输入端，所述的功率因数计算子单元和相位关系判断单元的输出端均连接所述的功率因数输出端，所述的步骤(3)具体包括以下步骤 (31)所述的三相视在功率计算子单元将所述的三相视在功率S确定为 S =伽UxI, 其中U为线电压，I为电流值； (32)所述的三相有功功率计算子单元将所述的三相有功功率P确定为 P=3XUCX IcXcos ， 其中U。为C相电压，I。为C相电流，Cj5为C相电压与电流的夹角； (33)所述的三相无功功率计算子单元将所述的三相无功功率Q确定为Q=3 XUcX IcX sin 。
7.根据权利要求6所述的实现电力系统中三相交流输电线路功率因数采样控制的方法，其特征在于，所述的步骤(4)具体为 所述的功率因数计算子单元确定功率因数PF为
8.根据权利要求6所述的实现电力系统中三相交流输电线路功率因数采样控制的方法，其特征在于，所述的步骤(5)具体为 所述的相位关系判断单元判断坐标点(P，Q)是否位于第二象限或第四象限内，若是，则确定三相电线路电流滞后于电压，若否，则确定三相电线路电流超前于电压。
全文摘要
本发明涉及一种电力系统中三相输电线路功率因数采样控制器及控制方法，涉及交流电输电线路参数采样技术领域。本发明的控制器包括电压检测端、电流检测端和主控模块，该主控模块包括功率因数计算单元、相位关系判断单元和功率因数输出端。在利用该控制器实现功率因数采样控制的方法中，首先将两个电压检测端连接于三相电中任意两相，并将电流检测端连接于另外一相，而后功率因数计算单元计算功率因数；相位关系判断单元判断电压和电流的相位关系；最后将功率因数和相位关系发送至功率因数输出端。无论接线相位是否正确，利用本发明都能够判断电压电流相位关系，获得正确的功率因数，因此有效降低了操作人员的操作难度和技术要求。
文档编号G01R25/00GK102721859SQ201210236608
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者卢良善, 叶启存, 姜一鸣, 李龙, 王大川 申请人:上海稳利达科技股份有限公司