1　概論

 

    要很好地實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)?shù)?a href="http://qr50240.cn/index.html" target="_blank">無(wú)功補(bǔ)償，只能采用自動(dòng)控制的方式，通過(guò)自動(dòng)補(bǔ)償控制器，采集電網(wǎng)的電壓、電流、功率及功率因數(shù)等參數(shù)，隨時(shí)跟蹤電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，綜合各種運(yùn)行參數(shù)，發(fā)出適當(dāng)?shù)牟僮髦噶?，?a href="http://qr50240.cn/index.html" target="_blank">配電網(wǎng)運(yùn)行在一個(gè)最佳的工作狀態(tài)。

 

    2　無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)控制器的信號(hào)接入

 

    低壓電網(wǎng)一般采用三相四線(xiàn)制接線(xiàn)。

 

    圖1　無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)控制器的信號(hào)接入

 

    如果電流互感器的輸出端按星形連接，則可以把控制器輸入端IA2、IB2、IC2短接后連到互感器中性端，其他信號(hào)線(xiàn)依圖接入。

 

    負(fù)載電流一般都要通過(guò)電流互感器輸入到控制器作為采樣信號(hào)，所以在接線(xiàn)中要注意極性和同名端，不要搞錯(cuò)(目前的控制器都是智能型的，一旦電流接線(xiàn)反了，也能判斷并加處理，但精度要略差一些)。

 

    值得注意的是電壓采樣(即電容器并入點(diǎn))和電流采樣的位置關(guān)系。由于在一般情況下，UA、UB、UC、UN接入補(bǔ)償裝置后，并聯(lián)一路作為電壓采樣，所以電流互感器一定要安裝在電壓采樣點(diǎn)靠電網(wǎng)線(xiàn)路這一側(cè)，而不能裝在靠負(fù)載這一側(cè)。從原理上說(shuō)，就是一定要把補(bǔ)償電容產(chǎn)生的電流一起采樣。否則，即使電容全部投入，控制器所采樣的功率因數(shù)仍舊不變。

 

    3　信號(hào)處理

 

    電壓、電流、信號(hào)輸入控制器后，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)理后，即進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和軟件校準(zhǔn)?？梢缘玫饺嚯妷?、電流、有功功率。在這些基本數(shù)據(jù)得到后，通過(guò)數(shù)字及邏輯運(yùn)算可以得到三相無(wú)功功率及功率因數(shù)。在得到這些參數(shù)后，首先可以作一些判斷。電壓、電流是否在正常范圍內(nèi)，有功功率的方向等。因?yàn)樵诘蛪弘娋W(wǎng)中，有功電流的方向應(yīng)該是恒定的，方向從電網(wǎng)流向負(fù)載，所以如果測(cè)定到有功功率為負(fù)值，則可判斷為電流互感器方向接反了，無(wú)功功率的計(jì)算就按反向來(lái)考慮。但是在控制器硬件上來(lái)說(shuō)，所有的數(shù)值參數(shù)零點(diǎn)，并不是實(shí)際的零點(diǎn)，有些微小差異，所以反向之后，精度略有影響。

 

    4　判斷方式

 

    控制器判斷方式有以下幾種：

 

    (1)　按照功率因數(shù)投切電容：當(dāng)功率因數(shù)低于設(shè)定值時(shí)，經(jīng)過(guò)軟件設(shè)定的延時(shí)后，投入一組電容器，如不夠，延時(shí)后再投，反之，當(dāng)檢測(cè)到功率因數(shù)高于設(shè)定值或電流超前時(shí)，則切除補(bǔ)償電容，這種方式應(yīng)設(shè)定一個(gè)電流下限，當(dāng)小電流(負(fù)載很輕)時(shí)，應(yīng)該閉鎖電容器投入，以免產(chǎn)生反復(fù)投切震蕩。

 

    (2)　按照無(wú)功功率投切電容：因?yàn)殡娙萜鹘M是作為無(wú)功功率補(bǔ)償接入電網(wǎng)的，一般按無(wú)功容量來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算，所以這種補(bǔ)償方法是比較適當(dāng)?shù)?，可以做到缺多少補(bǔ)多少。只是可能在輕負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)不一定補(bǔ)償?shù)轿唬隙梢员苊怆娙萜鞯姆磸?fù)投切震蕩。

 

    (3)　按電壓值投切：當(dāng)供電電壓低于設(shè)定值下限時(shí)就投入電容，當(dāng)電壓低于設(shè)定值上限時(shí)，把電容器切除。按照無(wú)功和電壓的關(guān)系，補(bǔ)償裝置能夠使電壓穩(wěn)定在一個(gè)范圍內(nèi)。但是，這種補(bǔ)償方式，可能造成無(wú)功倒送，功率因數(shù)超前，而且在小電流時(shí)也應(yīng)該閉鎖投入。

 

    在以上各種方式中，都應(yīng)該考慮電壓偏高的因素。當(dāng)電壓高于設(shè)定的第一限值時(shí)，應(yīng)閉鎖投入或再逐級(jí)切除;當(dāng)電壓高于設(shè)定的第二限值或出現(xiàn)缺相情況時(shí)，則應(yīng)迅速切除所有的電容器。

 

    5　投切電容器組方式

 

    (1)　循環(huán)投切：當(dāng)補(bǔ)償電容器組容量相同時(shí)，為延長(zhǎng)電容器的壽命，一般按循環(huán)投切方式，使每組電容器投入補(bǔ)償運(yùn)行的時(shí)間大致相同。

 

    (2)　順序投切：補(bǔ)償電容器每組容量不一樣時(shí)，例如有四組電容，電容量分別為1，2，4，8kvar，則每次投切操作時(shí)，按容量從小到大的順序操作。只要最小一組容量的電容能夠投切，則總是對(duì)該組進(jìn)行操作。以此類(lèi)推，順序操作，這樣的結(jié)果是最小一組電容器投切最頻繁，但是補(bǔ)償精度可以得到提高，如以上例子，則可補(bǔ)償?shù)綗o(wú)功功率在1kvar左右。

 

    依據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，電容器從電網(wǎng)中退出運(yùn)行后，必須有大于5min的放電時(shí)間，才能再次投入運(yùn)行。所以，控制器再發(fā)出投入指令時(shí)還必須保證該電容器的放電時(shí)間。又由于電網(wǎng)中無(wú)功功率的波動(dòng)也挺大，因此，在檢測(cè)到需要?jiǎng)幼鞯男盘?hào)后，最好再延遲一段時(shí)間(20～60s)后再發(fā)執(zhí)行指令。

 

    6　投切電容器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)

 

    一般電容器的投切執(zhí)行機(jī)構(gòu)為單相或三相接觸器，考慮到電網(wǎng)的無(wú)功功率不平衡，我們采用的是分相補(bǔ)償。利用不對(duì)稱(chēng)的電容器投切，使得電網(wǎng)的無(wú)功功率得到大致的平衡。所以在這里討論的只是單相投切。

 

    我們采用無(wú)觸點(diǎn)的固態(tài)繼電器，因?yàn)樗梢宰龅皆陔妷哼^(guò)零時(shí)投入，在電流過(guò)零時(shí)切出，從而使電容器投切的過(guò)渡震蕩過(guò)程幾乎沒(méi)有。但是由于固態(tài)繼電器的容量裕度不大以及固態(tài)繼電器兩端的壓降較大，會(huì)產(chǎn)生較大的熱量，增加本身的功耗。

 

    最后我們采用了固態(tài)繼電器和交流接觸器復(fù)用，固態(tài)繼電器執(zhí)行電容器的投切過(guò)程，而常規(guī)的負(fù)載電流則只通過(guò)接觸器的機(jī)械觸點(diǎn)，增加了運(yùn)行的可靠性，同時(shí)也增加了些成本。

 

    7　運(yùn)行狀態(tài)及各種參數(shù)的記錄

 

    記錄的數(shù)據(jù)有每天整點(diǎn)時(shí)的三相電壓值、電流值及有功、無(wú)功功率及功率因數(shù)、各組電容器的投切狀態(tài)。另外，還記錄了一部分的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括電壓的合格率統(tǒng)計(jì)，電壓、電流、功率的最大值和最小值及發(fā)生時(shí)間，以及每天的有功電量和無(wú)功電量及各組電容器的投切時(shí)間。

 

    記錄統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以通過(guò)232通訊口和計(jì)算機(jī)或掌上電腦直接連接下載。也可通過(guò)無(wú)線(xiàn)收發(fā)機(jī)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)下載，提供了較遠(yuǎn)距離的操作便利。

 

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