大型工業企業配電網電壓無功控制策略

摘 要：隨著工業生產的快速發展，對電力方面的需求量也在不斷的增長著，因此，對供電方面的質量和可靠性都提出了較高的要求。電能質量最為供電的一個重要的指標，電壓幅值是否合格，主要對工業生產中的產品質量和設備的安全等方面有著很大的影響因素。本文主要是通過對大型工業企業中的配電網電壓無功控制所存在的問題進行了相應的分析和探討，大型工業企業并根據分析和探討提出了相應的配電網電壓無功控制方面的策略，便于同行進行指導和參考。

關鍵詞：大型企業 工業企業 配電網 電壓 無功

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0107-01

對大型的工業來說，大部分的設備都是屬于消耗量大的無功功率負荷，其用電量是非常之大的，而其中功率因數較低的特點就決定了大型工業企業就需要從供電端來吸取很多的無功功率，這樣就嚴重的影響了供電方面的質量。若是靠供電段的電壓調節法來進行的話，是根本無法滿足生產對電壓的要求的，我們就必須的加強其自身配電網中的電壓無功調節的能力，進而確保了生產可以安全的進行。滿足于生產中的監測點的功率因數和電壓的質量是控制策略中的額首要目標，我們要在此基礎上進行調節配電網電容器和首端變壓器分接頭，來控制下級變壓器的運行電壓處于穩定，使得變壓器處于最佳的運行電壓的周圍，這樣就可以使變壓器的損耗降到最低。

1 大型工業企業配電網電壓無功補償技術的現狀

（1）以純電容器補償形式為主。因為電容器是一個比較脆弱的部件，但是，在現在的電網當中，有很多的諧濾存在，在通過純電容器形式對系統進行無功功率補償的時候，諧波電流就會被放大，導致補償電容器、投切開關和用電設備及相關元器件的破壞。

（2）采用接觸器作為投切開關的方式為主。以接觸器作為投切電容器開關的時候，響應速度通常是比較慢的，在電氣設備無功率變化比較快的時候，而且在有沖擊性負載的系統當中，就不會實施有效的跟蹤補償。在電容器投入的時候，一般會產生比較大的涌流。在電容器切除的時候，還會產生比較高的過電壓。當電容器又一次投入時，那么就需要充分的放電。

（3）以等容循環投切控制的策略為主。在用等容循環投切制策略的時候，分組是比較粗的，而且，補償精度也是比較差的。如果電力系統一直處于欠補償的狀態下，那么平均的功率因數就會低。

（4）一般是采用普通型的控制器。普通型的控制器抗干擾能力是比較差的，時常會出現一些死機現象或者是誤動作，這樣就不能夠在有諧波的系統中工作。同時，控制器的功能也是比較容易簡單的，這就不能滿足先進的補償系統控制的要求了。

（5）以三相共補的補償形式為主。如果在三相不平衡的負載系統當中，那么就不能實施有效地分相補償。

（6）保護措施沒有或者是不完善。在補償的設備出現不正常的時候，那么就不能實施有效的保護了。

（7）柜體的結構。成套裝置的制作通常是使用器件、分離元，柜體內部的結構是非常復雜的，而且組裝的工藝難度相當大。

（8）元器件的整體質量水平并不高。因為元器件是分別在不同的廠家購買的，那么，相應的元器件的質量水平自然也就不一樣，在各種的元器件間的參數配合就會不合理或者是不準確，這樣就會導致補償設備運行的故障率高，不可靠。

2 大型工業企業配電網電壓現存在的問題

（1）容性無功是通過電容器的投切實現的，因為容性功率調節的不平滑而呈現階梯性的調節，所以，在系統運行過程當中，就無法實現其最佳的補償狀態。電容器分組投切，使得變電站無功補償效果就會受到電容器組每組電容器容量與分組數的制約，分組過少，那么電容調整梯度沖擊過大，分組過多，那么就需要增加一些開關和保護等附屬的設備及其占地面積。

（2）電容器組僅提供容性無功補償，當系統出現無功過剩時，無法實現無功就地平衡。

（3）因為系統無功的變化而造成電容器的頻繁投切，這樣就會使得電容器的充、放電過程就會頻繁，就會減少其使用壽命，同時也會對設備的運行帶來不可靠因素。

（4）這種方法需要在變壓器上配置有載的開關。變壓器帶負荷的時候，調節有載開關的分接頭，這樣就會出現短時的匝間短路產生電弧，影響變壓器油的性能，同時，還會損壞電氣性能和分接頭的機械，所以，運行的部門通常采取盡量少調或者是不調有載分接開關的原則，就擔心VQC的綜合調節效果難以實現。

（5）變壓器分接頭只能調節母線電壓而無法改變系統中的無功大小，其結果是：當無功缺乏較嚴重的情況下調整分接頭，大量的無功將從上一級系統中被強行拉過來；系統無功過剩時調整分接頭，把大量的無功送入系統中。這些結果會導致產生大量損耗，做法是不合理的。

3 大型工業企業配電網電壓無功控制策略

靜態的無功補償系統（SVC）的主要內容包括：晶閘管投切電容器（TSC）、固定電容器組（FC）與晶閘管控制并聯電抗器（TCR）。因為采用的電力電子器件實現控制，系統的無機械觸點，控制過程執行的速度快，并且，可以把無功補償的范圍擴大到滯后和超前兩個可連續調節的范圍中，因為它本身具有的雙向無功調節能力，所以，是無功調節的一種最優方案。

與原有的VQC系統相比較來說，通過改進，電網的控制就可以達到以下幾點的目的。

（1）電容器作為主要的無功元件，而電抗器作為調節的元件，這樣可以避免變電站無功波動所產生的電容器頻繁投切的問題，從而可以延長了投切開關與電容器的使用壽命。

（2）電抗器采用可控硅控制，它的容量可以連續無級調節，可以消除僅有的電容器投切時所造成的階梯式無功補償，實現無功的真正就地的平衡，從而可以降低網損和提高了系統的傳輸能力。

（3）擴大了變電站的無功調節容量，使其具有更優越的電壓調節效果，從而減少變壓器分接頭的頻度調整。

（4）雙向的無功功率補償擴大了變電站無功調度的工作范圍，達到無功的優化調節目的，為配電網區域無功控制提供了有效的手段。

4 結語

總而言之，為了保證大型工業企業的用電質量，減少電網損耗，通過相應的解決對策，并加以實施，將會在一定程度上提高用戶的電壓合格率，改善電能質量，同時將降低網損，為企業提高了經濟效益。

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