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(guò)一定的運(yùn)算,得到當(dāng)前電網(wǎng)的實(shí)時(shí)功率因數(shù)。此功率因數(shù)與設(shè)定的投入門限和切除門限比較,在整個(gè)投切延時(shí)時(shí)間內(nèi),若在投切門限以內(nèi),則不予動(dòng)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(fā)現(xiàn)功率因數(shù)為負(fù)時(shí),則切除一組已投入的電容器。再經(jīng)過(guò)投切延時(shí)時(shí)間,重復(fù)比較與投切,直到當(dāng)前的功率因數(shù)達(dá)到投切門限以內(nèi)。在投切過(guò)程中,若發(fā)現(xiàn)檢測(cè)到的電壓大于設(shè)定的過(guò)壓保護(hù)門限,則按組切除已投入的電容;當(dāng)檢測(cè)到的電壓超過(guò)設(shè)定的過(guò)壓保護(hù)門限的10%時(shí),則一次性切除已投入的電容,用以保護(hù)電容器。在投切時(shí)若發(fā)現(xiàn)檢測(cè)到的電流小于欠電流封鎖門限,則停止投切動(dòng)作,避免系統(tǒng)出現(xiàn)循環(huán)投切現(xiàn)象。
由于在三相供電中有不同接線方法,不同的接線方法對(duì)功率因數(shù)的算法也不一樣,因此我們規(guī)定ARC系列功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)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(shí)為減少現(xiàn)場(chǎng)接線的復(fù)雜度,我們?cè)诔绦蛑袑?duì)相位進(jìn)行自動(dòng)判別。
在三相供電中,我們假設(shè)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(fù)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(fù)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(fù)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(shù)自動(dòng)補(bǔ)償控制儀中,為了計(jì)算的方便,我們電流相位的采樣為電壓采樣的第二個(gè)周期,即若沒(méi)有相位差I(lǐng)a滯后Ua的角度為360o。在實(shí)際檢測(cè)中,假設(shè)我們檢測(cè)到Ia滯后太長(zhǎng)了