无功补偿及低压补偿装置原理简介

无功补偿及低压补偿装置原理简介

一、一次电路

一次电路的构成如下图所示，包括隔离开关QS、10组熔断器FUI～FUIO、接触器KM1～KMIO、热继电器FRl~F'R10、补偿电容器CI~CIO．另外还有电流互感器TAa、TAh和TAc．避雷器BLI、BL2和BL3。其中熔断器和热继电器用于对电容器进行短路及过电流保护；接触器是对电容器进行手动或自动投入、切除的开关器件；电流互感器获取的电流信号用于测量无功补偿柜补偿电流的大小：避雷器用子吸收电容器投入、切除操作时可能产生的过电压，是一种额定电压为AC220V的低压避雷器。

二、二次控制电路

包括一个物理结构分为7层的转换开关2SA、无功补偿自动控制器（以下简称补偿控制器）等元器件。转换开关2SA用来手动控制投入或切除1~10路补偿电容器，并完成自动控制器电压信号、电流信号的接人或退出。补偿控制器可以根据功率因数的高低或无功功率r与用蠛的大小自动投入或切除电容器，并在系统电压较高时自动切除电容嚣。具体电路见下图。

转换开关2SA有一个操作手柄，出下图可见，该手柄有自动、零位和手动l~lo共12个挡位，每旋转30°即可转换一个挡位。

在每个挡位，会有桐应的转换开关触点接通.2SA共可转换13对触点，分别是(7)、(8)、(9)、(10)等等，一直到下部的(1)、(2)触点。为了标示出转换开关2SA在不同的挡位与各组触点之问的对应关系，与12个挡位相对应的有12条纵向虚线，虚线与每一组触点（略偏下、无形相交的位置，可能标注有圆点或不标注圆点。标注有圆点的，表示转换开关旋转至该档位时，圆点（略偏上）位

置的一组触点是接通的，否则该组触点星开路状态。例如，在触点(7)、(8)略偏下位置，手动1．手动IO挡位时均标注有圆点，表示这10个挡位时触点(7)、(8)均接通。而在手动l挡位，只在触点(7)、(8)和(1)、(2)位置标注有圆点，说明在该挡位这两组触点是接通的。

无功补偿屏如欲进入自动控制投切状态，需给补偿控制器接人进线柜或待补偿电路总进线处A相电流互感器二次的电流信号I^，B桐、C相电压信号，以及接触器线圈吸合所需的工作电源。具体接线见下图中补偿控制器接线端子图。

图中US1、US2端干连接的103、104号线即是B相、C相电压信号（转换开关2SA在自动挡位时，103号线经2SA的(3)、(4)触点、熔断器FU13、X12端子、隔离开关Qs，连接至B桐电源；104号线沿类似线路连接至C相电源）；ISI、IS2端子连接的即是进线柜的电流信号（经由转换开关2SA转接）．COM端连接的l 号线即是接触器线圈吸合所需的丁作电源（1号线经熔断器FU11、XI1端子、隔离开关Qs，连接至A桐电源）。B相、C桐电压信号及A相电流信号在补偿控制器内部经过微处理器运算判断后，计算出功率因数的高低、无功功率的大小，一方面经过LED显示器显示功率因数值，同时发送电容器投切指令，例如补偿控制器发出投入电容器CI的指令时，其接线端子中的1号端子经内部继电器触点与COM端(1号线．A相电源)连通，该端子经3号线连接至接触器KMI线圈的左端，线圈的右端经热继电器FR1的保护触点接至2号线．即电源零线N。接触器KM1线圈得电后，主触点闭合．将电容器CI投入，实现无功补偿。此同时．KMI的辅助触点闭合，接通指示灯HL1，指示第一路电容器已经投入．如果无功功率数值较大，补偿控制器则控制各路电容器依次投入，直到功率因数补偿到接近于1。每一路电容器投入时的时间间隔是可调的，通常将其调整为几秒至儿十秒之间。补偿控制器遵

循循环投切的原则，即先投入的将先切除，保证每一路电容嚣具有接近相同的工作机会。

补偿控制器投人运行前应对有关参数进行设置，这些参数有：1）过电压保护值。

由于投入电容器补偿后，系统电压会有一定程度的提高，为了保护电容器等设备的安全，当系统电压达到一定值H~f．应适当减少电容器的投入数世。2）自动投切的时间隔。3）补偿预期达到的功率因数值．通常设置为滞后0.9—0：98之间，即补偿后系统仍略显感性。4）自动补偿时回路数的设定。补偿控制器将根据该设定进行投切控制。例如一个最多可以控制1O路电容器投切的补偿控制器，当设定为6路时，则控制器只在l_6路之间循环动作，防止进入7~1O路时的空循环。5）取样电流互感器变比的设定。

下面介绍转换开关2SA如何进行手动与自动挖制的切换以及在手动状态时如何投入或切除电容器2SA置自动挡位时，从下图可见，触点(3)、(4)和（5）、（6）是接通的，补偿控制器所需的B、C相电压信号经由这两组触点连接至电源；触点(1)、(2)不接通，由进线柜取来的A相电流信号经由此处送达补偿控制器，并使之进入自动工作状态。

2SA置零位挡位时，触点(3)、(4)和(5)、(6)两组触点断开，补偿控制器的B、C相电压信号在此被切断；触点(1)、(2)接通，由进线柜取来的A相电流信号在此被短路，不能送往补偿控制器，补偿控制器停止工作。2SA置手动挡位时，无论在手动的任何一挡，触点(1)、(2)；(3)、(4)和(5)、(6)三组触点的状态均与零位挡位相同，因此补偿控制器不工作。无功补偿屏只能使用转换开关2SA操作控制电容器的投切。例如，2SA旋转至手动l挡位，触点(7)、(8)处标注有圆点，

表示该触点接通，这时l号线连接的A相电源经触点(7)、(8)使接触嚣KMI线圈得电，受KM1控制的第一路电容器Cl投入电路开始补偿。操作转换开关2SA可使巳投入的电容器依次切除推出。手动投切时不能实现循环动作。

三、测量与信号电路

测量与灯光指示电路见上图和下图电压测量由转换开关1SA及电压表实施。旋转开关1SA可以选择测量AB相、BC相或CA相之间的线电压。功率因数COSφ表可以测最补偿前后的功率因数值。三只电流表用来指示本屏柜的补偿电流值。10只指示灯可以指示有几只电容器正投入运行补偿，它们由相应的接触器辅助触点控制。