浅谈低压无功补偿的选择

浅谈低压无功补偿的选择

浅谈低压无功补偿的选择

摘要：电力系统大多为感性负载，会产生无功功率。无功功率越大，要保持有功功率不变，势必提高电流而增加线路损耗。在电力系统运行中，为减少能量损耗，提高供电设备利用率，合理的选择利用低压无功补偿装置，可以取得很好的效果。

关键字：无功补偿；低压

Abstract：Power system is mostly inductive load, it will produce reactive power. When reactive power is greater, want to keep the active power,we will increase the current .It will increasing the circuit power loss. In order to reduce energy loss, improve the utilization rate of power supply equipment, reasonable choice a using low voltage reactive power compensation device, it can be achieved very good results.

Key words: reactive power compensation；low voltage

中图分类号：TM642+.2文献标识码：A文章编号：

2095-2104(2013)

电力系统的负载大多为感性负载，会产生无功功率，使得负载电流相位滞后于电压，相角差越大，无功功率需求越大，要供给固定的有功功率，势必提高电流而增加线路损耗。同时，电力网络中的用电设备消耗的无功功率也必须从网络中某个地方获得，如这些无功功率都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。因此在配电系统里几乎都使用电容器来补偿负载所需的无功功率，来改善功率因数。在电力系统运行中，为减少能量损耗，提高供电设备利用率，使用无功功率补偿装置，可以取得很好的效果。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。通常无功功率补偿装置会选择装在低压侧或是高压侧，这里仅对低压无功补偿的选择进行探讨。

1、低压无功补偿的一般方式及原理

低压无功补偿一般可分为两种：静态补偿及动态补偿。

1.1 静态补偿

"静态"补偿是依靠接触器的动作来投切电容，使用的是具有抑制电容的涌流作用专门用于投切电容的接触器。"静态"补偿的目的在于防止接触器过于频繁的动作时造成电容器的损坏，更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡。当使用电动机、电焊机等负载电网的负荷呈感性时，电网的电流滞带后电压一个角度，当负荷呈容性时，电网的电流超前于电压的一个角度。功率因数超前或滞后就是指电流与电压的相位关系。通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量，来决定电容器的投切，这个物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率。

以功率因数型为例。如要求0.950.98,即呈容性载荷时，那么控制器就逐一切除电容器组。要遵循的原则就是：先投先切。如果把延时时间整定为100s，而这套补偿装置有六路电容器组，那么全部投入的时间就为10分钟，切除也如此。在这段时间内无功损失补偿只能是逐步到位。如果将延时时间整定的很短，或没有设定延时时间，就可能会出现当控制器监测到cosΦ〈0.95，迅速将电容器组逐一投入，而在投入期间，此时电网可能已是容性负载即过补偿了，控制器则控制电容器组逐一切除，形成振荡，导致系统崩溃。为防止系统崩溃，要在保证系统安全的情况下，再考虑补偿效果。

1.2 动态补偿

"动态"补偿是半导体电力器件与数字技术综合的技术结晶，实际就是一套快速随动系统，控制器一般能在半个周波至1个周波内完成采样、计算，在2个周期到来时，控制器已经发出控制信号了。通过脉冲信号使晶闸管导通，投切电容器组大约20-30毫秒内就完成一个全部动作，这种控制方式是机械动作的接触器类无法实现的。动态补偿方式作为新一代的补偿装置有着广泛的应用前景。

动态补偿的线路方式

(1)LC串接法原理如图1所示

这种方式采用电感与电容的串联接法，调节电抗以达到补偿无

功损耗的目的。从原理上分析，这种方式响应速度快，闭环使用时，可做到无差调节，使无功损耗降为零。从元件的选择上来说，根据补偿量选择1组电容器即可，不需要再分成多路。既然有这么多的优点，应该是非常理想的补偿装置了。但由于要求选用的电感量值大，要在很大的动态范围内调节，所以体积也相对较大，价格也要高一些，再加一些技术的原因，这项技术到目前来说还没有被广泛采用或使用者很少。

(2)采用电力半导体器件作为电容器组的投切开关。作为补偿装置所采用的半导体器件一般都采用晶闸管，其优点是选材方便，电路成熟又很经济。其不足之处是元件本身不能快速关断，在意外情况下容易烧毁，所以保护措施要完善。当解决了保护问题，作为电容器组投切开关应该是较理想的器件。动态补偿的补偿效果还要看控制器是否有较高的性能及参数。很重要的一项就是要求控制器要有良好的动态响应时间，准确的投切功率，还要有较高的自识别能力，这样才能达到最佳的补偿效果。

简单的说动态补偿，就是实时跟踪负荷的功率因数的变化，极快的跟踪补偿，反映速度在1/20个周波之内。现在的产品，理论上都不是动态补偿，而是快速补偿。动态补偿和快速补偿，必须采用晶闸管等大功率电子器件，不能采用接触器和复合开关等。

2 低压无功补偿的选择

2.1控制器的选择

在低压无功补偿柜的制造中控制器的选择很重要。无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电流型。选择那一种物理控制方式实际上就是对无功功率补偿控制器的选择。控制器是无功补偿装置的指挥系统，采样、运算、发出投切信号，参数设定、测量、元件保护等功能均由补偿控制器完成。就国内的总体状况，由于市场的需求量很大，生产厂家也很多，其性能及内在质量差异很大，在选用时需认真对待。在选用时需要注意的是国内生产的控制器其名称均为"XXX无功功率补偿控制器"，名称里出现的"无功功率"的含义并不是这台控制器的采样物理量。采样物理量取决于产品的型号，而不是产品的名称。我们现在一般选用无功功率和功率因数