智能低壓無功補償裝置的設(shè)計與實現(xiàn)

電力網(wǎng)在運行時，電源供給的無功功率是電能轉(zhuǎn)換為其它形式能量的前提，它為電能的輸送、轉(zhuǎn)換創(chuàng)造了條件。在電力系統(tǒng)輸送電能的過程中，無功功率不足，將使系統(tǒng)中輸送的總電流增加、使變壓器的出力減少、供電線路及系統(tǒng)設(shè)備有功功率損耗增大、線路末端電壓下降；而對于電力用戶來說，過多地從電網(wǎng)中吸取無功，不僅使電網(wǎng)電能質(zhì)量下降，也影響自身的用電和生產(chǎn)，使企業(yè)效益下降，甚至招致罰款。因此，為了減少無功的損失和避免其在電網(wǎng)中的不當流動，必須進行無功補償。而據(jù)統(tǒng)計，10 kV以下電壓等級的網(wǎng)損約占整個網(wǎng)損的50％以上，其中又以配電變壓器和用戶感性負荷所消耗的無功損耗為重點，所以，將無功補償的重點放在380 V電壓等級的配電變壓器和低壓用戶處是行之有效的降損節(jié)能措施。

1 智能低壓無功補償裝置的結(jié)構(gòu)

智能低壓無功補償裝置主要由無功補償控制器、智能投切開關(guān)、低壓電容器等元器件組成。采用一系列國內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)和最新的電子元器件及新型的機電一體化的智能復(fù)合開關(guān)，集電網(wǎng)監(jiān)測與無功補償于一體，不但可以補償電網(wǎng)中的無功損耗，提高功率因數(shù)，降低線損，從而提高電網(wǎng)的負載能力和供電質(zhì)量；同時還能夠?qū)崟r監(jiān)測電網(wǎng)的三相電壓、電流、功率因數(shù)等運行數(shù)據(jù)，可完成對整個低壓配電線路的監(jiān)測、分析處理、報表輸出等綜合管理，為低壓配電線路的科學(xué)管理提供第一手的可靠數(shù)據(jù)。其原理圖見圖1。

圖1　智能低壓無功補償裝置原理圖

利用雙向反并聯(lián)的晶閘管與磁保持開關(guān)組成的智能復(fù)合開關(guān)投切電力電容器。當斷路器HS閉合后，控制器開始工作，對無功電流（功率因數(shù)）進行計算監(jiān)測，當無功電流I_q值增大到設(shè)定值時，控制器對指定的復(fù)合開關(guān)輸出過零觸發(fā)脈沖使之導(dǎo)通將電容器投入運行，直到功率因數(shù)逼近設(shè)定值，當無功電流I_q值下降到低于設(shè)定值時，控制器停發(fā)觸發(fā)脈沖信號而將電容器退出，以免電壓過高。其工作流程見圖2。

圖2　智能低壓無功補償裝置工作流程圖