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无功功率补偿控制器
发布时间:2015-8-31

    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“KYWK2000 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COSΦ 表示,它表示有功功率在线路中所占的比例。当COSΦ=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范围内调节”灵敏度”整定,电流灵敏度,不大于0-2A。
    ○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;COSΦ=0.95(滞后)此时线路重载荷,即使此时的无功损耗已很大,再投电容器组也不会出现过补偿,但COSΦ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。

    2.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COSΦ 、U、I、S、P、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COSΦ 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。
    3.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,冲击电流过大,系统特性容易漂移,维护成本高、造成设备整体投资费用高。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电压,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。很多情况下,采用五次、七次、十一次或高通滤波器可以在补偿无功功率的同时,对系统中的谐波进行消除。
    无功动态补偿装置工作原理与结构特点
    无功动态补偿装置由控制器、晶闸管、并联电容器、电抗器、过零触发模块、放电保护器件等组成。装置实时跟踪测量负荷的电压、电流、无功功率和功率因数,通过微机进行分析,计算出无功功率并与预先设定的数值进行比较,自动选择能达到最佳补偿效果的补偿容量并发出指令,由过零触发模块判断双向可控硅的导通时刻,实现快速、无冲击地投入并联电容器组。

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