關于電力自動化補償技術探析

張心剛 邢金麗 邢立強

【摘要】隨著電力電子技術的飛速發展，集成多功能的智能電力自動補償裝置得到了廣泛應用。無功補償裝置有助于減少線路中的電能損耗，改變線路傳輸狀態，進而優化電能傳輸的功能。本文通過闡述無功補償相關技術，進而對電力線路無功補償技術存在問題進行剖析，并找出相應解決辦法。

【關鍵詞】電力自動化；無功補償；技術分析

從現如今的電力自動化補償技術的應用過程中可以看出，由于補償方式比較多，可以在不同類型的電力系統中得以應用。這種補償方式從某種程度上避免了傳統電力自動化補償系統的局限。可以在三相和兩相的供電中進行應用。這種補償方式不僅操作簡單而且效果突出，因此，在電力系統運行的過程中應用范圍較廣。

1、電力系統無功補償技術要點

1.1確定補償容量 作為自動補償裝置其最關鍵的技術參數是補償容量，它是智能補償的基礎性數據，直接關系到補償裝置的性能。補償容量數據確定由供電和使用負荷的情況確定，這其中需要采集系統的電壓和電流數據，并經過一定計算得到補償容量。只有準確確定了補償容量，系統才能實現正常運行。通過確定最合適的補償點，選擇最優化計算方法計算最佳補償點，從而選取最合適的補償容量，保證裝置的可靠運行。

1.2常規補償方式的選擇 補償方式一般分為共補、分補、綜合補償（共補與分補）。一般系統需要的補償容量>60kvar，采用綜合補償方式。選擇合適的補償方式，既能提高電網運行效率，又能保證電壓質量、降低網損。

1.3系統補償級數的選擇 利用合理的方法，選擇合適的補償級數，使系統達到最合理狀態的同時又能節約成本。補償級數越多，雖然系統補償精度越高，但卻大大增加運行的成本。因此并不是系統補償級數越多越好而是應根據系統需要綜合考慮系統的補償級數。

1.4系統投切方式 系統的投切應根據電容器安裝容量比、再結合補償容量等利用軟件控制自動選擇。使用此種方法應根據需要盡可能減小裝置體積，簡化結構、增加可靠性。在選擇投切方式的時候，與補償級數的確定進行有效的結合，是整個系統保持平衡，達到最優化。

2 智能無功補償技術分析

2.1 補償方式。

2.1.1 固定補償與動態補償相結合。隨著社會的發展，負載類型越來越復雜，電網對無功要求也越來越高，因此單純的固定補償已經不能滿足要求，新的動態無功補償技術能較好地適應負載變化。

2.1.2 三相共補與分相補償相結合。新的設備尤其是大量的電力電子、照明等家居設備，都是兩相供電，電網中三相不平衡的情況越來越多，三相共補同投同切已無法解決三相不平衡的問題，而全部采用單相補償則投資較大。因此根據負載情況充分考慮經濟性的共分結合方式在新的經濟條件下日益廣泛應用。

2.1.3 穩態補償與快速跟蹤補償相結合。穩態補償與快速跟蹤補償相結合的補償方式是未來發展的一個趨勢。主要是針對大型的鋼鐵冶金等企業，工藝復雜、用電量大、負載變化快、波動大，充分有效地進行無功補償，不僅可以提高功率因數、降損節能，而且可以充分挖掘設備的工作容量，充分發揮設備能力，提高工作效率，提高產量和質量，經濟效益大。

2.2 投切方式。

在選擇正確的投切方式的過程中，主要是以投切開關的明確為主，具體來說，投切開關主要有以下幾種類型：過零觸發固態繼電器，這種繼電器的特點就是反應相對較快，在具體的應用中可以對電網實現無沖擊和無涌流，而且使用壽命相

對較長。但是這種開關形式存在著一定的污染，而且能耗量較大。目前運用比較普遍；機電一體化智能復合開關，該開關是由交流接觸器和固態繼電器并聯運行，綜合兩種開關的優點，既實現了快速投切，又降低了功耗。目前主要由于成本及可靠性原因應用較少；機電一體化智能型真空開關，該開關采用低壓真空滅弧室及永磁操作機構，可實現電容過零投切，還可適應電容器串聯電抗器回路的投切，

壽命長，可靠性高，目前正在實現商品化。

2.3 采用智能型無功控制策略。

采集三相電壓、電流信號，跟蹤系統中無功的變化，以無功功率為控制物理量，以用戶設定的功率因數為投切參考限量，依據模糊控制理論智能選擇電容器組合，智能投切是針對星-角結合情況。電容投切控制采用智能控制理論，自動及時地投切電容補償，補償無功功率容量。根據配電系統三相中每一相無功功率的大小智能選擇電容器組合，依據“取平補齊”的原則投入電網，實現電容器投切的智能控制，使補償精度高。

2.3.1 科學的電壓限制條件。可設定的過、欠壓保護值，可設置禁投（低

谷高電壓）、禁切（高峰低電壓）電壓值，具缺相保護功能，以無功功率為投切門限值。

2.3.2 可設置投切延時。延時時間可調（既可支持快速跟蹤無功補償，也

可支持穩態補償），同組電容投切動作時間間隔可設置，對快速跟蹤補償可設置為零。

2.4綜合配電監測功能。

輸配電網變壓器的參數測量儲存以及通信。是目前情況下比較先進的檢測功能，可以有效的測試單元線損。安全系數較高，是配電電網自動化的基本條件。

其功能主要有：對配變三相數據進行實時監測，其中包括輸變流和電壓，在線諧波，功率因數以及頻率等。（1）其中，電壓監測功能是利用相應的電壓檢測儀器進行取樣和數據的分析處理，可以提高住戶的電壓的質量，對其實行嚴格的考核檢測。電壓監測的實施是綜合配電功能使用的第一步。（2）在線諧波監測采用DSP 作為監測終端，依據一定的方法就可準確的測量和計算出輸變電壓和功率因數等參數。可以通過1～3 次諧波分析來實現在線諧波的監測作用，可以通過后臺完成數據的處理。（3）在某些監控終端上采用標準的接口，比如RS485 等，目的是實現其可持續發展.

2.5 通信

通信方式包括：手工抄表，直接通信和與FTU 的通信。手工抄表方式很多，并且掌握。直接通信是將其與配電自動化系統連接，可以直接給用電住戶提供很多解決電力問題的方案；與FTU 的通信其目的是為了從實現電能數據的一點對多點采集。某些功能較先進的監控終端充分地考慮了設備的可持續性使用，采用標準的RS232、RS485 接口，可根據用戶要求非凡配置Modem、現場總線等，與配網自動化系統有機結合。

2.6 模塊化結構。

當前應用較廣的模塊化設計結構，將電容器、投切開關、保護集成在一個單元內，形成多種容量規格的標準化單元，其特點是結構與功能的模塊化形成滿足不同用戶要求的系列產品，同時還便于各種裝置在使用現場的維修與調整。

結束語

智能跟蹤自動無功補償裝置通過補償系統無功容量，進而提供系統的電壓穩定性，保證電能質量，減少系統損耗，為電力系統的運行提供支持。同時智能跟蹤自動補償技術也是伴隨著電力電子技術、智能監控技術、通信技術等眾多技術基礎上發展而來的，因此對于推動智能電網的發展提供了技術支撐。

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