無功補償自控方案在電力設計中的應用比較

師媛

摘 要：在電力供給當中，無功補償是電力設計中一項重要的方案研究。在本文中，對無功補償自控方案進行詳細的介紹，并且根據補償的不同方式做出相應的對比。在電力設計的過程中，由于電力需求的不同，補償方案存在一定的差異，就單一的供電要求提出控制的方案，并且根據后期的電力使用進行回饋，對補償方案進行不斷完善，這也是為今后電力設計中電力補償自控方案經驗進行擴充。

關鍵詞：無功補償；自控方案；電力設計；應用比較

1 無功補償自控方案介紹

在城市快速發展的過程中，電力需求也相應的提高。尤其是一些大型企業當中，電力需求量呈現快速增長的趨勢。不同于民用供電，工業用電因其獨特的運作方式，必須采用較大的變電裝置，在高負荷的狀態下提供功率較大且穩定的電力。使用電容補償的方案可以將功率使用率相應的提高，同時使得在供電過程中，電力損耗降低，直接的提高了工業用電的質量。于此同時，補償方案可以提高在長距離電力輸送過程中，電力整體系統的穩定性，將三相荷載水平控制在平衡的狀態下，充分的發揮了有功功率和無功功率的效能。

在電力設計無功補償自控方案中，包含有集中補償、分段補償和對點補償。集中補償是在大容量的電容器上對母線上進行電壓的補償，將原有的調相機進行同步調試，不根據電容中電壓的情況調整并聯關系，利用線路輸電的功率和無功損耗來對電力線路電壓進行補償。對于集中補償，在使用中，優勢主要是在容量較小的情況下對電壓進行補償。方便了小功率下的電壓補償方案的實施。分段補償不同于集中補償只對單一電容的補償。在10Kv電力中，在安裝在戶外的架空線路上進行分段的無功補償，也是通過提高輸電的功率和無功損耗來對電力線路電壓進行補償。在具體的操作中，分段補償優勢在于補償投資較少，成效較快，對于補償后的電壓也相對穩定。適用于功率穩定要求較高且有一定的預算要求的情況下使用。對點補償是根據實際的輸電要求進行的具體補償方案，在用電設備附近直接進行無功補償。有效的將用電設備中的回路電壓控制在設計的范圍之內。

2 無功補償自控方案選擇

在無功補償自控方案選擇中，首先要考慮的用電設備上的補償方式，對于使用的單片機電容控制的補償中，選擇合理的補償方案可以有效的保護電力線路的安全，選擇的原則組要是電容設備的智能管控，操作方面并且在后期的使用中方便維護，也能夠在發現故障的情況下及時的對電路元件進行更換。對于造價方面的問題也是補償設備公路設計中必須考慮的問題。

在普遍的電力控制補償方案中，對于電子元件的使用主要以組裝使用為主，包括電力設備的相位單元和檢測單元，在無功的環境下，使得接觸設備之間的電壓控制在設計的范圍之內，并根據實時脈沖的情況，形成電路的自我保護。當補償的電壓值大于額定電壓，從而導致出現的過載現象的發生，線路會自動啟動過壓保護，根據電力元件的控制來保證電力補償設備的安全，以提高使用的壽命。在一些單位中，所使用的維護設備維修多使用人工維修，現有的電力條件下，人力維修無法滿足補償環境的精準要求，故需要對補償方案進行不斷的完善。

圖一 電路補償流程設計

在發現了人力維修設備補償的不足之處，就需要考慮使用智能自控的補償方案。現階段多采用單片機智能補償方案，在信號模塊的控制之下，機械設備自動執行中央處理站的調控指令，在人機交換平臺中完成電力無功補償方案。單片機中的CMOS控制器的指令執行中，控制率可達1MIPS/MHz，在一個調控周期中可以大幅度提高代碼運算的準確性，使得檢測功能發揮的更加完善，徹底解決了以往人工檢測中遇到的難題，實現了無功補償的智能操控性能，保證了電力設備在使用中動態電壓的平衡。

在整套的單片機智能控制電壓補償中，信號處理是一項重要的任務，在完成對A/D信號循環轉換的過程中，對信號源中的數據進行樣本抽取，根據得到的信號在矩陣的條件下進行計算，計算的結果可以直接反應出電力線路的工作情況，包括電力線路使用中電壓的使用區間、電壓是否處于過載或是欠載的條件下，根據數據的分析來知道對線路電容器進行補償方案的選擇，最終以指令的形式下達給CMOS控制器進行合理的無功補償。

3 單片機控制下的無功補償自控方案

單片機控制下的無功補償自控方案主要思路是在電容控制的情況下，將電路中的主線路在檢測的環境中進行脈沖的轉換，根據電平的轉換模式，控制電路中信號的發射時間，通過縮短和延長發生器作用的時間來進行智能的控制，并且在接受信號之后，在譯碼后得到信號變化的趨勢，將單片機發射的信號進行放大，得到三相線路的關聯模式，保障了線路在負載的情況下能和主電路進行對接實現電容的補償。

圖二 單片機控制下的無功補償自控方案

例如，目前常用的WBB礦用隔爆型無功自動補償裝置就是由單片機為核心的控制器通過實時檢測電力系統無功功率和電壓、電流，分組投切電容器，實現無功功率的補償。裝置可實時顯示功率因數、系統電壓、負載電流、無功功率、溫度、諧波百分比及電容器投切狀態。并可實時在線設置變比、投入門限、切除門限、過電壓、欠電壓、諧波百分比上限、無功功率上下限等參數。

單片集中的模塊控制是在電容過載或欠載的情況下發揮功效，保障用電系統中的電功率處于平穩的狀態，用單片機控制電容的作用來限制單點電壓的輸出，并且在智能編程的條件下避免電力線路中出現誤動作的方式，進一步控制電路故障造成的不良后果。

在工作時，并不需要由中央處理進行控制，這樣一來，不僅可以更好的滿足補償電容無沖擊電流的投切要求，而且又可以克服以往的執行元器件帶來控制十分復雜且極易出現誤動作的問題，進而可以從根本上提高系統運行的穩定性而此系統的主要工作原理為：當控制器在進行上電初始化之后，便會將INTO中斷予以打開，而在相電壓過零后，其過零檢測模塊會出現中斷觸發脈沖下降沿，這樣系統變開始進入到中斷系統當中。

4 無功補償自控方案應用比較

通過上述分析可看出，傳統電子式自動補償控制方案，響應速度慢、線路復雜，可靠性差。基于單片機控制技術的無功補償自控方案抗干擾能力較差，在中、高壓無功補償領域的可靠性不易保證。此外，電壓等級越高的變電站其輻射范圍、故障的波及面越大。而基于單片機控制技術的無功自動補償方案具有組態方便、便于擴展、可靠性高、抗干擾能力強、線路簡單以及安裝維修方便等優點，是電力系統設計及成套無功補償裝置首選方案。

5 結束語

只有在選擇更優化的無功補償設計方案，才有可能大大降低電網功率因數、減少電能損耗，可以說，這對今后電網建設有著十分重要的現實意義、通過本文分析和比較，我們只需要抓住關鍵的技術指標，如：可靠性、經濟性、安全性等，進而再對電力系統的無功補償方案實施予以深入的研究，從而為今后電力系統設計提供更多有價值的參考。因此，在電力設計過程中，必須要確保所選的無功補償自動控制方案科學、合理。這對提升供電可靠性、減少電能損耗等具有十分重要的意義。在文章中，根據電力線路設計的經驗進行分析，詳細對無功補償的作用及具體任務做出詳細的介紹，并對無功補償的自控方案進行對比，目的是找到線路檢測中最為有效的辦法。

參考文獻

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