電氣自動化中的無功補償技術(shù)分析

牛珍菊

（身份證號：130124197604221224）

電氣自動化中的無功補償技術(shù)分析

牛珍菊

（身份證號：130124197604221224）

本文介紹了無功補償?shù)幕疽螅瑢ΤＲ姷膸追N無功補償裝置進行了分析，并提出了無功補償?shù)倪x擇策略。

電氣；自動化；無功補償技術(shù)

1 無功補償設(shè)計的基本要求

在電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計過程中，要就系統(tǒng)的變壓器臺數(shù)和容量、電力拖動設(shè)備的類型等問題，以降低線路感抗、提高線路功率因數(shù)為出發(fā)點進行優(yōu)化選型。同時，在相關(guān)要求允許的情況下，應(yīng)該盡可能采用同步電動機或者對設(shè)備采取空閑工作制來提高用電企業(yè)的自然功率因數(shù)。當(dāng)采用提高用電企業(yè)自然功率因數(shù)的方法仍難以湊效時，就要借助于無功補償裝置來完成。目前，應(yīng)用最多的是在線路上并聯(lián)電容器組的方法，而具體補償時應(yīng)該遵循平衡補償?shù)脑瓌t。具體的來說有以下幾點：①電容器的選擇要以無功負荷的電壓等級為依據(jù)，對于低壓無功負荷，要用低壓電容器補償，而對高壓無功負荷，要采用高壓電容器補償。②對于持續(xù)運行且容量較大而平穩(wěn)的負荷，當(dāng)無功計算值超過100kVar時，宜在無功負載附近進行就地補償，并且要保證補償裝置能與線路設(shè)備同步通斷電。③對基本無功負荷進行補償時，應(yīng)采用在配變電所內(nèi)實施集中補償，并且應(yīng)該采用具有自動調(diào)節(jié)功能的補償裝置，以避免因補償過度而導(dǎo)致的無功負荷倒送現(xiàn)象發(fā)生。

2 無功補償裝置的常見形式

在需無功補償?shù)木€路中并聯(lián)電力電容器組是當(dāng)前最為常用而且有效的無功補償手段之一，在形式上主要有MSC無功補償裝置、TSC無功補償裝置和MSC+TSC無功補償裝置等。

2.1 MSC無功補償裝置

MSC無功補償裝置的電容器組投切主要通過機械式開關(guān)來實現(xiàn)，并且MSC無功補償裝置有自動檢測系統(tǒng)，可以通過采樣獲知線路的無功需求，從而控制交流接觸器對分組后的電容器進行手動或自動投切。

2.2 TSC無功補償裝置

TSC無功補償裝置是針對MSC無功補償裝置投切動作的合閘涌流問題進行有益改進的裝置，并且該裝置在投切控制上引入了機電、微機控制技術(shù)，投切回路也將交流接觸器用晶閘管代替，使其在投切整體性能上得到了大大的提升。TSC無功補償裝置通過自動控制器對線路的無功電流實施快速檢測，并對檢測結(jié)果進行對比和判定，然后根據(jù)判定結(jié)果形成編碼方式的通斷信號，并以此信號作為晶閘管的控制信號來源，從而達到對電力電容器組投切控制的目的。

2.3 MSC+TSC無功補償裝置

MSC+TSC裝置在MSC無功補償裝置和TSC無功補償裝置的基礎(chǔ)上進一步改造，該裝置同時采用了這兩種補償裝飾所使用的交流接觸器和晶閘管，并是這兩種開關(guān)器件并聯(lián)與投切回路中，這樣就使得該裝置具備了后兩種裝置的優(yōu)越性而克服了他們的缺點。MSC+TSC裝置在工作原理上與TSC無功補償裝置相同，在工作方式上以過零觸發(fā)電路形成的觸發(fā)信號實現(xiàn)對晶閘管的通斷控制。MSC+TSC裝置即解決了TSC裝置的發(fā)熱問題，同時又消除了交流接觸器進行電容器投切時產(chǎn)生的合閘涌流，使得補償效果更具優(yōu)勢，在無功補償領(lǐng)域得到了得到了廣泛的應(yīng)用。

3 無功補償裝置的選擇策略

在無功補償裝置的選用上，要以對電力用戶的用電設(shè)備負荷特性的滲入分析為依據(jù)，并結(jié)合各種無功補償裝置的固有特性，來綜合考慮，從而實現(xiàn)對無功補償裝置的優(yōu)化選擇。具體的選用策略主要有三個方面：

3.1 MSC裝置的選擇

MSC裝置主要可以用于設(shè)備連續(xù)運行的工況企業(yè)，且該用電單位的負荷特性應(yīng)該具備負載平穩(wěn)和功率因數(shù)變化幅度不大的特點，在補償方式上，宜采用安裝于低壓配電側(cè)的集中補償方式。

3.2 TSC裝置的選擇

TSC裝置由于其對沖擊性負載的反應(yīng)靈敏，因此可以應(yīng)用于具有大量沖擊性負載，負荷電流的瞬時變化較頻繁且變化幅度較大的用電場所。因為在這種情況下如果使用MSC裝置，就有可能導(dǎo)致電容器組無法迅速投入，或造成電容器、交流接觸等燒毀事故，而要是采用TSC裝置進行無功補償，就可以大大的改善這種狀況。

3.3 MSC+TSC裝置的選擇

MSC+TSC裝置主要廣泛的應(yīng)用于大型居民區(qū)、商場或?qū)懽謽堑葓鏊饕且驗檫@些用電系統(tǒng)中含有諸如電梯、中央空調(diào)等運行波動較大的大量的單相負載，對于這類負載采用MSC+ TSC裝置進行混合補償，可以獲得良好的補償效果。比如某寫字樓原來采用MSC裝置進行無功補償，由于寫字樓的電梯頻繁使用，使得MSC無功裝置頻繁投切，導(dǎo)致其交流接觸器故障頻發(fā)，維修工作量很大，因此根據(jù)其負載特點對補償系統(tǒng)采用MSC+ TSC裝置改造。同時考慮到該寫字樓內(nèi)有大量的電腦、打印機等設(shè)備，在進行補償裝置改造時在補償回路中串聯(lián)了0.5%的電抗器。經(jīng)過詳細計算每臺800kVA的變壓器需要補償容量為270kVar，其中210kVar用于三相共補，60kVar用于三相分補。通過此次改造后補償系統(tǒng)運行效果良好，功率因數(shù)達到了0.9以上。

4 小結(jié)

總之，由于電氣自動化系統(tǒng)設(shè)備中的單相電力牽引力負荷的復(fù)雜變化以及其非線性因素增強，使得無功補償技術(shù)成為電力部門研究和探索的重要課題。而現(xiàn)有的MSC、TSC和MSC+TSC裝置在不同的場所具有各自應(yīng)用的優(yōu)勢和特點，同時也存在著一定的短板和缺點，因此在具體應(yīng)用中要以“全面規(guī)劃、合理布局、分級補償、就地平衡”的原則，通過實際情況分析來優(yōu)化使用，從而使MSC的靜態(tài)補償和TSC的動態(tài)補償相得益彰，最終實現(xiàn)提高電氣自動化系統(tǒng)功率因數(shù)和節(jié)能降損的目的。

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[2]謝常華.電氣自動化的發(fā)展[J].企業(yè)導(dǎo)報.2010，11.

[3]魯俊生.電力網(wǎng)無功功率補償技術(shù)的現(xiàn)狀[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2009（6）.

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2015-7-26