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无功补偿控制原理探究

发布时间:2019-03-01    访问:205
     在电力系统中,电气设备大多为?#34892;?#36127;载,增加了电力系?#36710;?#26080;功吸收。我们?#35805;?#37319;用的提高电路功率因数的方法为并联电容器。其原理即是利用电容与电感中的无功功率的互补性,减少电源与负载交换的无功功率。随着无功补偿技术的成熟,越来越多的耗电大户采用无功补偿装置来合理利用系统能量。
     随着各部门和用户对用电质量的要求越来越高,无功动态补偿对于用户和电网来说原来越重要。通过无功补偿,能够有效的提高低压电网中的功率因数,从而达到降耗的目的。本文就无功补偿的方式、原理及实现三个角度进行浅析。
     1 动态无功补偿基本方式:
     动态无功补偿装置是由?#34892;?#20803;件和电容器组来实现无功的实时调节的,其中?#34892;?#20803;件提供的是变化的?#34892;?#26080;功(系统内部提供或根据应用场?#31995;?#29305;点由无功补偿系统添加),而电容器组提供的是固定容量的容性无功。?#34892;?#20803;件与几组电容器共同并联,电容器组与基本?#28909;?#37327;,各自一个开关。既可控制容量输出,?#37096;?#25511;制投切,而电容器的容量是固定投切的,是不可调的。各组电容固定投入容性无功,相对系?#36710;母行?#26080;功产生?#27426;?#21097;余的容性无功,而这部?#36136;?#20313;的无功则用来动态补偿。主控制器根据系统电压电流算出实时无功,并根据‘小范围无功调节角度,大范围无功投切电容’的原则来实现对系统无功的补偿。
     2 动态无功补偿控制原理与实现策略:
     动态无功补偿装置是根据系?#36710;?#23454;时无功和系统运行状态来实现的。根据系统无功,控制系统可以控制和各个电容组,实现以恒定无功为基本目标的控制策略。控制系统可根据面板上旋钮开关分别处于不同的状态。系统可独立运行的状态有两种,分别是手动运行状态和自动运行状态。
     手动运行状态是一种比较保守的半自动状态。在此状态下,控制器根据系?#36710;?#26080;功功?#39318;?#34892;调整所发出的无功功率,但?#27426;?#24577;投切各个电容器组,用户可根据系统无功来自行投切电容。Θmax和Θmin代表了运行过程中可控硅所能导通的最大角度和最小角度,也代表了所能发出的最小?#34892;?#26080;功和最大?#34892;?#26080;功。在母线过压和欠压状态时,视为?#25910;?#24182;封锁脉冲。
     自动运行状态是完全自动的运行状态。在此状态下,控制器不但自动调整的发出?#34892;?#26080;功,而且在满足以下两种条件时,会投切电容组以实现更大范围的无功调节。
     (1)如果Θ=Θmin且Nc≥1且,且连续维?#36136;?#38388;,则切下一组电容器,。
     (2)如果Θ=Θmax且Nc≤Nmax且,且连续维?#36136;?#38388;,则投入一组电容器,在自动运行状态下,如果母线过压和欠压状态,即仍视为?#25910;?#24182;封锁脉冲。
     其中,Θ为可控硅的导通角度,Qs为系统实时无功,Nc为运行过程中投入的电容组数,其他涉及到的各个?#38382;?#37117;是可设置的,其含义如下。
     Θmax为最大相角给定,运行过程中可控硅允许的最大导通角度;
     Θmin为最小相角给定,运行过程中可控硅允许的最小导通角度;
     Ugy为过压门限值。
     Uqy为欠压门限值。
     Qt为系统目标无功值,由设定的最大无功和最小无功决定,或由目标无功直接设定;
     A为投切弹性系数;
     Qc为电容器组容量;
     Tc为投切去抖时间;
     Nmax为最大电容器组数。
     如果现场开关是各自独立的,即和各组电容器各自对应一开关,此时的电容器组投切是循环投切的。这样使得各组电容器均匀使用,有利于延长电容器及其开关的寿命。投切去抖时间可根据电容充放电时间等现场情况灵活设置,这样可以避免电容开关频繁动作。
     3 结语:

     无功补偿能够优化电网系?#24120;?#25552;高电压质量,提高电能的利用率。因此在配电网中进行无功补偿、提高功率因数和做好无功优化,是一项建设性的节能措施。对于不同的无功功率,要具体问题具体?#27835;觶?#38656;要根据其无功功率的原理,选择不同的无功补偿方法和装置,能够有效提高无功功率因数,降低线路损耗和配电变压器以及用户端的损耗,使无功补偿应用获得最大的效益。因此,无功补偿对于社会发展具有重要意义。

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