无功功率补偿方式

牺牲短期行为的大负荷所造成的无功损耗，如电焊机、冲床等以保证供电系统的稳定。这种补偿方式适用于电流载荷相对平稳，厂矿及住宅区2、瞬时投切方式瞬时投切方式即人们熟称的，,动态，,补偿方式，应该说它是半导体电力器件与数字技术综合的技术结晶,实际就是一套快速随动系统,控制器一般能在半个周波至1个周波内完成采样、计算，在2个周期到来时，控制器己经发出控制信号了。通过脉冲信号使晶闸管导通,投切电容器组大约20-30毫秒内就完成一个全部动作，这种控制方式是机械动作的接触器类无法实现的。动态补偿方式作为新一代的补偿装置有着广泛的应用前景。现在很多开关行业厂都试图生产、制造这类装置且有的生产厂己经生产出很不错的装置。当然与国外同类产品相比从性能上、元器件的质量、产品结构上还有一定的差距。）动态补偿的线路方式©LC串接法原理如图1所示，这种方式采用电感与电容的串联接法，调节电抗以达到补偿无功损耗的目的。从原理上分析，这种方式响应速度快，闭环使用时，可做到无差调节,使无功损耗降为零。从元件的选择上来说，根据补偿量选择1组电容器即可，不需要再分成多路°既然有这么多的优点，应该是非常理想的补偿装置了。但由于要求选用的电感量值大，要在很大的动态范闱内调节，所以体积也相对较大,价格也要高一些，再加一些技术的原因，这项技术到目前来说还没有被广泛采用或使用者很少。②采用电力半导体器件作为电容器组的投切开关，较常采用的接线方式如图2作为补偿装置所采用的半导体器件一般都采用晶闸管，其优点是选材方便，电路成熟又很经济。其不足之处是元件本身不能快速关断，在意外情况下容易烧毁，所以保护措施要完善。当解决了保护问题，作为电容器组投切开关应该是较理想的器件。动态补偿的应用范闱前面己做了简单介绍，但就其实际的补偿效果还要看控制器是否有较高的性能及参数。很重要的一项就是要求控制器要有良好的动态响应时间，准确的投切功率，还要有较高的自识别能力，这样才能达到最佳的补偿效果。当控制器采集到需要补偿的信号发出一个指令（投入一组或多组电容器的指令），此时由触发脉冲去触发晶闸管导通，相应的电容器组也就并人线路运行。需要强调的是晶闸管导通的条件必须满足其所在相的电容器的端电压为零，以避免涌流造成元件的损坏，半导体器件应该是无涌流投切。当控制指令撤消时，触发脉冲随即消失，晶闸管零电流自然关断。关断后的电容器电压为线路电压交流峰值，必须由放电电阻尽快放电，以备电容器再次投入。元器件可以选单项晶闸管反并联或是双向晶闸管，也可选道合容性负载的固态接触器,这样可以省去过零触发的脉冲电路，从而简化线路，元件的耐压及电流要合理选择,散热器及冷却方式也要考虑周全。3、混合投切方式实际上就是静态与动态补偿的混合，一部分电容器组使用接触器投切，而另一部分电容器组使用电力半导体器件。这种方式在一定程度上可做到优势互补，但就其控制技术，目前还见到完善的控制软件，该方式用于通常的网结如工矿、小区、域网改造，比起单一的投切方式拓宽了应用范闱，节能效果更好。补偿装置选择非等容电容器组，这种方式补偿效果更加细致，更为理想。还可■采用分相补偿方式，可以解决由于线路三相不平行造成的损失。在无功功率补偿装置的应用方面，选择那一种补偿方式，还要依电网的状况而定，首先对所补偿的线路要有所了解，对于负荷较大且变化较快的工况，电焊机、电动机的线路采用动态补偿，节能效果明显。对于负荷相对平稳的线路应采用静态补偿方式，也可使用动态补偿装置。对于一些特殊的工作环境就要慎重选择补偿方式，尤其线路中含有瞬变高电压、大电流冲击的场合是不能采用动态补偿的。一般电焊工作时间均在几秒钟以上，电动机启动也在几秒钟以上，而动态补偿的响应时间在几十亳秒，按40毫秒考虑则从毫秒到5秒钟之内是一个相对的稳态过程，动态补偿装置能完成这个过程。如果线路中没有出现这么一段相对的稳态过程并能量又有较大的变化，我们把它称为瞬变或闪变，采用动态补偿就要出问题并可能引发事故。二、无功功率补偿控制器无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电流型。选择那一种物理控制方式实际上就是对无功功率补偿控制器的选择。控制器是无功补偿装置的指挥系统，采样、运算、发出投切信号，参数设定、测量、元件保护等功能均由补偿控制器完成。十几年来经历了由分立元件集成线路单片机-DSP芯片一个快速发展的过程，其功能也愈加完善。就国内的总体状况，由于市场的需求量很大，生产厂家也愈来愈多，其性能及内在质量差异很大，很多产品名不符实，在选用时需认真对待。在选用时需要注意的另一个问题就是国内生产的控制器其名称均为"XXX无功功率补偿控制器名称里出现的无功功率的含义不是这台控制器的采样物理量。采样物理量取决于产品的型号，而不是产品的名称。1、功率因数型控制器功率因数用cos表示，它表示有功功率在线路中所占的比例。当cos=1时，线路中没有无功损耗。提高功率因数以减少无功损耗是这类控制器的最终目标。这种控制方式也是很传统的方式，采样、控制也都较容易实现。延时，,整定，投切的延时时间，应在10s-120s范I韦I内调节fl灵敏度，,整定，电流灵敏度，不大于投入及切除门限整定，其功率因数应能在0.85（滞后）-0.95（超前）范围内整定。过压保护设量显示设置、循环投切等功能这种采样方式在运行中既要保证线路系统稳定、无振荡现象出现，又要兼顾补偿效果，这是一对矛盾，只能在现场视具体情况将参数整定在较好的状态下工作。即使调整的较好,也无法祢补这种方式本身的缺陷，尤其是在线路重负荷时。举例说明：设定投入门限：cosd>=0.95（滞后）此时线路重载荷，即使此时的无功损耗己很大，再投电容器组也不会出现过补偿，但cosd>只要不小于0.95,控制器就不会再有补偿指令，也就不会有电容器组投入，所以这种控制方式建议不做为推荐的方式。、无功功率（无功电流）型控制器无功功率（无功电流）型的控制器较完善的解决了功率因数型的缺陷。一个设计良好的无功型控制器是智能化的，有很强的适应能力，能兼顾线路的稳定性及检测及补偿效果，并能对补偿装置进行完善的保护及检测，这类控制器一般都具有以下功能：四象限操作、自动、手动切换、自识别各路电容器组的功率、根据负载自动调节切换时间、谐波过压报警及保护、线路谐振报警、过电压保护、线路低电流报警、电压、电流畸变率测量、显示电容器功率、显示cos、Up、Q及频率。由以上功能就可以看出其控制功能的完备，由于是无功型的控制器，也就将补偿装置的效果发挥得淋漓尽致。如线路在重负荷时，那怕COSd>已达到0.99（滞后），只要再投一组电容器不发生过补，也还会再投入一组电容器，使补偿效果达到最佳的状态。采用DSP芯片的控制器，运算速度大幅度提高，使得富里叶变换得到实现。当然，不是所有的无功型控制器都有这么完备的功能。国内的产品相对于国外的产品还存在一定的差距。、用于动态补偿的控制器对于这种控制器要求就更高了，一般是与触发脉冲形成电路一并考虑的，要求控制器抗干扰能力强，运算速度快，更重要的是有很好的完成动态补偿功能。由于这类控制器也都基于无功型，所以它具备静态无功型的特点。目前，国内用于动态补偿的控制器，与国外同类产品相比有较大的差距，一是在动态响应时间上较慢，动态响应时间重复性不好。二是补偿功率不能一步到位,这些应是生产厂家要重点解决的问题。另外，相应的国家标准也尚未见到，这方面落后于发展。三、滤波补偿系统由于现代半导体器件应用愈来愈普遍，功率也更大，但它的负面影响就是产生很大的非正弦电流。使电网的谐波电压升高，畸变率增大，电网供电质量变坏。如果供电线路上有较大的谐波也压，尤其5次以上，这些谐波将被补偿装置放大。电容器组与线路串联谐振，使线路上的电压、电流畸变率增大，还有可•能造成设备损坏，再这种情况下补偿装置是不可■使用的。最好的解决方法就是在电容器组串接电抗器来组成谐波滤波器。滤波器的设计要使在工频情况下呈容性，以对线路进行无功补偿，对于谐波则为感性负载，以吸收部分谐波电流，改善线路的畸变率。增加电抗器后，要考虑电容端电压升高的问题。滤波补偿装置即补偿了无功损耗又改善了线路质量，虽然成本提高较多，但对于谐波成分较大的线路还是应尽量考虑采用。不能认为装置一时不出问题就认为没有问题存在。四、元器件1、电容器早先的工艺是由2个电极泊与绝缘膜绕制而成。而现在的技术则在电介质的两个面镀上金属体为电极，从体积容量比及电性能上都有很大的提高。其最大的改进就是电容器的自然恢复性能,即使电介质某一部位击穿,也不会损坏电容器。还有的在电容器内部设有过热保护或过流保护。选择电容器主要是确认电容器的可靠性及寿命。最好做较深入的了解，如过电压能力、介质材料及厚度等这些与电容器的寿命有密切关系的指标。如果电网质量比较好，就可选择常规的电容器。如果电网电压畸变率在>5%fi<10%时则可选择油浸电容器.油浸电容器负载能力较强。、接触器应该选择转专用于投切电容器的接触器。这种接触器与常规接触器不同。一般增加了抑制涌流的装置及放电触头。选择时主要是看抑制涌流的能力，按规定应不大于额定电流的50倍，较好的接触器可以做到20倍之内。还要了解其可靠性如何，以降低设备的故障率。五、结论选择的无功功率补偿装置，能以准确的电容性无