如何選擇低壓無功補償裝置

低壓無功功率補償裝置在電力供電系統中被廣泛應用，其目的是提高電網的功率因數，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境。

目前這種補償裝置的種類較多，性能各異，不同的補償裝置具有不同的特性、并適合在不同的電網及負荷工況下使用。因此，合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網絡的損耗、提高供電質量。反之，如選擇或使用不當，則可能造成補償效果差，甚至會引起電壓波動及諧波增大等不良現象發生，導致供電質量下降。

下面就國內常見的低壓補償裝置的分類、特點及適用范圍作一些介紹。

一、常用補償方式分類

常用補償方式分靜態補償MSC(采用普通的控制器+專用接觸器)、準動態補償TSC、準動態補償MSC+TCR、全動態補償TSC+TCR四種。

二、補償方式的選擇

在無功功率補償裝置的應用方面，選擇那一種補償方式，要根--據電網及負載的工況而定，首先，要對所補償的線路進行分析，對于負荷較大且變化較快的工況(如電焊機、大功率電動機等負載)的線路采用動態補償，節能效果明顯。對于負荷相對平穩的線路應采用靜態補償方式。對于一些特殊的工作環境就要慎重選擇補償方式，尤其線路中含有瞬變高電壓、大電流沖擊的場合是不能采用動態補償的。一般電焊機工作時間均在幾秒鐘以上，電動機啟動也在幾秒鐘以上，而動態補償的響應時間在幾十毫秒，按40毫秒考慮則從40毫秒到5秒鐘之內是一個相對的穩態過程，動態補償裝置能完成這個過程。如果線路中沒有出現這么一段相對的穩態過程并且能量又有較大的變化(稱為瞬變或閃變)，采用動態補償就要出問題并可能引發事故。

從價格因素看，對于相同的容量來說，動態補償的投入成本大約是靜態補償的1-2.5倍左右。

三、無功功率補償控制器的選擇

無功功率補償控制器有三種采樣方式，功率因數型、無功功率型、無功電流型。

選擇那一種物理控制方式實際上就是對無功功率補償控制器的選擇。控制器是無功補償裝置的指揮系統，采樣、運算、發出投切信號，參數設定、測量、元件保護等功能均由補償控制器完成。十幾年來經歷了由分立元件——集成線路——單片機——DSP芯片一個快速發展的過程，其功能也愈加完善。就國內的總體狀況來看，由于市場的需求量很大，生產廠家也愈來愈多，其性能及內在質量差異也很大，很多產品名不符實，在選用時需認真對待。在選用時需要注意的另一個問題就是國內生產的控制器其名稱均為“XXX無功功率補償控制器”，名稱里出現的“無功功率”的含義不是這臺控制器的采樣物理量。采樣物理量取決于產品的型號，而不是產品的名稱。

1.功率因數型控制器

一般具有以下—些功能。

“延時”整定，投切的延時時間，應在10s-120s范圍內調節“靈敏度”整定，電流靈敏度，不大于0-2A。

投入及切除門限整定，其功率因數應能在0.85(滯后)-0.95(超前)范圍內整定。

過壓保護設置

顯示設置、循環投切等功能

這種采樣方式在運行中既要保證線路系統穩定、無振蕩現象出現，又要兼顧補償效果，這是一對矛盾，只能在現場視具體情況將參數整定在較好的狀態下工作。即使調整得較好，也無法彌補這種方式本身的缺陷，尤其是在線路重負荷時。舉例說明：設定投入門限;cosφ=0.95(滯后)此時線路重載荷，即使此時的無功損耗已很大，再投電容器組也不會出現過補償，但cosφ只要不小于0.95，控制器就不會再有補償指令，也就不會有電容器組投入，所以應慎用這種控制方式

2.無功功率(無功電流)型控制器

無功功率(無功電流)型的控制器較完善的解決了功率因數型的缺陷。一個設計良好的無功型控制器是智能化的，有很強的適應能力，能兼顧線路的穩定性及補償效果，并能對補償裝置進行完善的保護及檢測，這類控制器一般都具有以下功能：

四象限操作、自動、手動切換、自識別各路電容器組的功率、根據負載自動調節切換時間、諧波過壓報警及保護、線路諧振報警、過電壓保護、線路低電流報警、電壓、電流畸變率測量、顯示電容器功率、顯示cosφ、U、I、S、P、Q及頻率。

有些產品已將控制器與配電監測儀合二為一，并具有標準的通訊接口。

由以上功能就可以看出其控制功能的完備，由于是無功型的控制器，也就將補償裝置的效果發揮得淋漓盡致。如線路在重負荷時，那怕cosφ已達到0.99(滯后)，只要再投一組電容器不發生過補，也還會再投入一組電容器，使補償效果達到最佳的狀態。有些采用了DSP芯片的控制器，其運算速度大幅度提高，使得富里葉變換得到實現，并且抗干擾能力非常強。當然，不是所有的無功型控制器都有這么完備的功能。

3.用于動態補償的控制器

對于這種控制器要求就更高了，一般是與觸發脈沖形成電路一并考慮的，要求控制器抗干擾能力強，運算速度快，更重要的是有很好的完成動態補償功能。由于這類控制器也都基于無功型。

目前，國內用于動態補償的控制器，與國外同類產品相比有較大的差距，一是在動態響應時間上較慢，動態響應時間重復性不好。二是補償功率不能一步到位，這些應是生產廠家要重點解決的問題。另外，相應的國家標準也尚未見到，這方面落后于發展。

四、結論

在選擇無功功率補償裝置時，應根據負載及電網工況、同時考慮裝置對電網的影響，(尤其是負面影響)大小、投入成本的大小來綜合比較，最終以準確的電容性無功功率去補償負載的電感性無功功率，使功率因數達到高水平，并提高供電質量。選擇一種合理的補償方式和一臺好的控制器及補償裝置尤為重要。現在電力部門驗收設備或是檢查電表還都按照老的模式，即看功率因數是否達標。這一點已不符合當今電力技術的發展要求，希望有關部門盡快出臺新的政策，以鼓勵采用先進、合理的補償裝置，并進行大力推廣和應用。

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