高压无功自动补偿

电力科技　科技创新与应用Ｉ　２０１４年第８期　浅析如何自动补偿１０ｋＶ高压无功功率　王冶　（锦州华能电力成套设备有限公司，辽宁锦州１２１２１９）　摘要：文章针对如何令系统自动进行１０ＫＶ高压无功的功率补偿进行讨论分析，该系统为自行研发的功率补偿系统，通过实际　的运行，该系统无论在结构还是性能上都有着极为显著的优势，且成本较低，通过该系统对１０ｋＶ高压进行功率补偿后效果明　显，其系统前景十分广阔，具有发展研究价值。　关键词：自动补偿；无功补偿；高压；电力电容器　１概述　科学技术为人们的生产生活带来了极大的便利，电力系统随着　用户要求的增长不断的发展提高，并且随着用户自动化要求的提　高，对于电源电压更是要求越来越高，以此保证电力系统的稳定。局　部电网由于发展程度有限，其会受到动性负荷的影响从而导致电压　波动，或者功率因数恶化，当电网出现该种现象后，会极大的影响自　动化电气设备的寿命，并且自动化越高受到影响越大，从而间接性　阻碍了企业的发展。所以，电力补偿系统能够对系统功率因数进行　改善，稳定系统电压，这成为了电力系统研究的必然趋势。　电容器并联到配电线路中能够有效对电压分布予以改善，且能　够有效减少线路损耗，增加线路负荷的输出能力，提高线路的功率　因数，这种方式操作简便可行性较高，所以在电力系统中得到了广　泛应用。为了提高波动性负荷的适应性，对补偿容量的调节可以通　过电容器的分组投切的方式，静止补偿器是电容器中相应速度较快　的且不会产生机械磨损的部件，但是ＴＳＣ的控制系统较为复杂，应　用在高压系统中的晶匣管，其并联技术不易实现隔离出发，这样不　但无法保证系统的安全性，并且成本过高。　考虑到上述问题，对配电系统的负荷波动慢的可以通过并联电　容器组投人真空接触器提高设备的性能，该种接触器在控制上更为　便捷，能够多次频繁操作，并且不需要对灭弧室进行检修。文章中介　绍的自行研制的１０ｋＶ无功补偿是采用的接触器对电容器组进行投　切，从实际的操作中可以看出，该种系统不但具有简单的系统结构，　同时性能以及成本投人上都具有极高的价值，且其补偿效果较之其　他方式也十分突出，因此应用前景极其广阔。　２结构　２．１主回路　针对该补偿系统，在运行过程中会出现电容故障或者相间短　路，因此为避免该种现象以及在出现单相接地故障后系统的对地电　流，系统电容器组往往采用单Ｙ型接线方式，以该种不接地的中性　点接线方式避免上述问题的发生。但是电容器在合闸时会出现涌流　并且还会对谐波进行放大，为避免该种现象的发生，可以在电容回　路上串联电抗器进行改善。但是必须要注意我国目前在电容回路中　串联的电抗器，一般其感抗值为电容器的容抗值的４．５％至６％之间　或者１２％至１３％之间，如此一来，就会造成电容器在运行时的电压　被提高，那么过压就会在分闸时产生，因而一些电容器组在投入运　行后效率不高，有些甚至是在某些情况下无法投运。针对此类问题，　可以在设备中安装具有滤波功能的装置，但是滤波器的加人肯定会　加大投资，提高了设备的成本。针对该种问题，不一定必须加装滤波　器，在进行并联电容组安装前，首先对安装的现场谐波情况进行研　究了解，只需要保证电容器谐波频率以及电抗器的谐波频率比最低　次谐波小便可，如此一来就有效控制了电抗值。因此针对该系统，电　抗器的电抗值只需要为电容器容抗的百分之一便可。此外，串联电　抗器大多适用干式电抗器，这种电抗器具有较强的机械强度，并且　噪音低，无需过大的维护量。　２．２对回路有效保护　系统可以频繁操作，不需要频繁的检修灭弧室，不会发生少油　断路器出油故障等，这些都是真空接触器所具有的优点，但是在断　开真空接触器后会发生重燃故障，从而产生操作过电压，引发一些　系统故障。针对该类问题，可以通过加装避雷器予以消除，本系统所　使用的避雷器为氧化锌避雷器，主要用以保护电容器。需要注意的　是，在中性点对地加设避雷器能够有效对重燃过电压进行限制，并　且氧化锌避雷器在保护系统的过程中不会承受电压。　放电线圈并联在系统中能够将电容器产生的剩余电荷及时有　效的释放掉，并对电容器产生的涌流作第二次的降低，以此预防由　于电容器过流而发生设备爆炸，保证了操作人员的生命安全。在此　基础上放电线圈还具有继电保护功能以及测量功能，放电线圈能够　一ｌ３６一　形成保护电路，这是其巨大优势，当电容器组在星型接线内发生故　障时，即便只是其中一台出现了故障，那么在中性点处就会产生位　移电压，若是该处产生了过高的位移电压，则有可能会产生一个跳　闸动作的命令信号，将该组电容器从电路系统中切除出去。　此外，只针对负荷电流进行切断，对于线路中的短路电流不产　生作用，系统还在每台电容器前加装了喷逐式熔断器，用以避免过　流现象对系统电路的损坏。同时，系统还为过压以及欠压现象的出　现做了预先的系统保护措施，并且还具有拒动闭锁功能，用以提高　系统的自我保护能力，使得设备运行的可靠性有效提升。　３控制策略　检测量和控制目标决定了控制系统的性能和复杂程度。传统的　无功补偿设备往往以功率因数作为控制目标，这种方式存在轻载时　容易发生投切振荡、重载时不易达到充分补偿的缺陷。在低压补偿　系统中简便易行的办法是在相电压由正变到负的过零点采集相电　流的值（即无功电流最大值），并按无功电流的大小调节补偿电容器　的级数，但在中性点非直接接地的配电网系统中相电压不易采集，　因此这种检测方法也行不通。本系统以无功功率Ｑ作为控制目标，　因为检测目标和执行手段一致，这种控制方式可取得良好的控制效　果。检测点的设置同样会影响补偿的效果。检测点可设在电容器组　的后端ｂ点，检测负载的无功ＱＬ并据此决定补偿的容量，这种开环　控制方式控制简单、可一次快速投切多组电容器，但补偿精度较差。　本系统检测点设在电容器组的前端ａ点，控制器检测补偿后的Ｏｚ，　同时根据已投入的电容量Ｏｃ得到负载应投的全部电容量。这种闭　环控制方式具有较高的补偿精度，又具有动态补偿的快速性。由于　电容器组分级补偿，闭环控制时可能出现投切振荡，为此在完全补　偿点附近设定了一无功合格区，并使其宽度大于单组电容容量，从　而避免了发生投切振荡。另外在进行无功补偿时首先应保证系统电　压在合格的范围内，当电压高于其上限时，可采取逐级切除电容的　办法切除电容器，直至电压满足要求。　４结束语　文章在上述内容中针对１０ｋＶ配电网中有关高压无功补偿中的　自动补偿系统进行了介绍，并且着重论述了在系统中采用真空接触　器对并联电容器进行投切，从而根据系统负荷变化要求进行补偿容　量调整，对电力系统中的功率因数予以提高，并对电压质量进行改　善，并且通过对变压器容量的有效利用，还能够提高电能的利用率。　文章所介绍的该系统在应用上具有着十分广阔的前景，还是值得做　进一步研究，并投入使用的。　参考文献　［１］刘健，阎昆，程红丽．树状配电线路并联电容器无功优化规划【Ｊ］．电　网技术，２００６，１８．　【２］许珉，卢宜，王克文．电流型脉冲驱动的１０ｋＶ　Ｓ￣Ｃ装置的研制ＩＪ１．　继电器，２００５年１６期．　『３】章健，华红艳，张洪渡．基于Ｖｉｓｉｏ的配电线路无功补偿优化配置　软件的开发与应用ｆＪ１．继电器，２００７年０８期．

系统电压UL/kV10

电容器额定线电压Uc/kV11

电抗率K0.06

电动机额定功率Pn/Kw2000

电动机负载率β1

电动机效率η0.95

Kf----补偿系数，推荐为0.90.9

补偿前电机功率因数COSφ10.9

补偿后目标功率因数COSφ21

电动机额定电流In/A135.053

电动机空载电流IO/A28.096

功率因数--计算容量Qo1/kvar1019.625

空载电流--计算容量Qo2/kvar437.973

功率因数--安装容量Qc1/kvar1159.722

空载电流--安装容量Qc2/kvar498.151

成套装置实际选择安装容量Qc750

成套装置实际输出无功容量Qo659.399

电机原无功功率1019.625

补偿后实际功率因数0.986

电容器实际运行电流38.070

可降低电流38.070

计算的空载电流27.011深圳市三和电力科技有限公司 密码为0电机就地无功补偿相关计算

参数值

计算值

实际值壹伍零 零贰零玖 柒零玖贰

P1=Pn×β÷η

P1为电机实际输入功率

电容器额定电流小于90%

电动机空载电流，故可

避免产生自励磁现象，

当装置额定容量按上述

配置时，补偿效果良好

。

])(cos)(cos[1111tgtgPKUUQQ

Cc12200

２０１１年第０２期　科技强向导　◇能源科技◇　

调压式高压动态无功自动补偿系统　

张亚峰　

（山西晋城无烟煤业集团有限公司赵庄二号井机电队　山西长治０４６６０５）　

【摘　要】通过分析现有无功补偿调节方式说明调压式动态无功补偿方式的优点．ＤＷＺＴ型变电站无功自动调节装置通过　

调节电容器工作电压改变向电网馈送的无功总量，调节电压、无功，改善供电质量。　

【关键词】深度调压变压器；动态无功补偿；过电压：涌流　

０．引言　

随着我国国民经济的不断发展．各行各业对电力的需求　

量与１３剧增，电力负荷越来越大。由于感性负荷较大．造成电　网功率因数降低，损耗增大，能源利用率降低，供电质量下降　

因此，搞好无功补偿，提高功率因数，降低供电损耗．提高供电　质量．一直是应重点解决的问题　加强电力系统无功电压管理　

可以稳定系统电压．合理的选择补偿装置．可以做到最大限度　

的减少网络的损耗，提高功率因数，提高供电质量，反之，如选　

择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动．谐波增大等诸　

多因素。　

１．现状　

无功补偿目前主要有同步调相机和固定电容器两种补偿　

方式。由于固定电容器设备简单、投资较小、维护费用较低．因　此，除非特殊需要．都采用固定电容器补偿。而对于电容器无　

功补偿主要有单组或多组投切固定补偿方式、可控电抗器配　

合调节等方式。在这些方式中．电容器均是全电压投切　而对　

于投切固定电容器存在如下问题：　

１．１运行工作条件差　

电容器具有高场强、满负荷、频投切等特点，目前较大容　

量无功补偿装置一般采用分组投切方式．改变电容器投人数　

量及调节主变电压分接开关来实现的　无论将电容器如何分　

组都不可能完全适应系统感性无功变化．只能在某一较大范　

围内进行调节．不能实现细调：此方式在分闸时易产生操作过　

电压，在合闸时易产生较大涌流，对电网、电容器和断路器冲　

击很大，极易造成电容器、开关的损伤：其电气寿命、机械寿命　

都大大降低．电容器在运行中的涌流问题．一般采用串联电抗　

Ｚｈｕａｎｇｂｅｉｙｉｎｇｙｏｎｇ　ｙｕ　ＹａｎｊｉｕＯ装备应用与研究Ｉ　

！１　１　１１１１１１１自　！！！！！！！！！！　！！　！！！！！！　

高压无功自动补偿及滤波装置的研究　

张协申　毕晓阳　张铭ｚ　

（１．河南中平招标有限公司，河南平项山４６７０００；２．河南兴平工程管理有限公司，河南平顶山４６７０００）　

摘要：对高压无功功率自动补偿装置（ｓｖｃ）的工作原理作了理论分析，介绍现代ＳＶＣ系统配置及性能实现，并对其社会效益加以探讨，有　

利于帮助制造厂、用户科学合理进行设计选型。　

关键词：ＳＶＣ原理；系统组成；配置性能；各项效益　

１　概述　

随着国民经济的发展和现代化技术的进步，电力网络负荷急　

剧增大，对电网无功功率的补偿指标要求与日俱增。一些大耗能用　

户的用电设备在不同的生产周期中，会伴随大量无功快速随机的　

波动，如轧机、电弧炉、矿井提升机等。这些大容量非线性冲击负荷　

的不断增加，加上电力电子产品的普遍应用，使得电力网络发生了　

电压波形畸变、电压波动及闪变、三相不平衡等问题，导致了电能　

质量降低、网络损耗增加等不良影响。因此，解决好电网的无功功　

率补偿和谐波滤除问题，对于提高电能质量、安全运行、降低损耗、　

节能、充分利用电气设备的出力等具有重要的意义。传统的分组投　

切电容器组对这种快速变化的无功需求已经无法适应，并且会因　

为谐波等因素导致寿命缩短甚至毁坏，高压动态无功自动补偿成　

套装置（Ｓｔａｔｉｃ　Ｖａｒ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ，以下简称ＳＶＣ）能够实时跟踪无功　

功率的变化，提供动态且连续的无功补偿容量，并滤除系统产生的　

各次谐波，使系统功率因数始终保持在０．９５以上，为用户使用高　

质量的电能提供强有力的保障。下面就高压静止无功功率自动补　

偿装置的工作原理、ｓｖｃ的组成、性能实现等作一介绍。　

２工作原理　

在无功补偿装置并入电网系统进行补充时，单独的ＴＣＲ由于　

只能提供感性的无功功率。因此往往与并联电容器配合使用。并联