動態無功補償的應用技術

７８＜電氣開關

文章編號

動態無功補償的應用技術

肖笛，劉丹

（瀋陽電氣傳動研究所（****），遼寧瀋陽１１０１４１）

摘要：提出了無功動態補償的必要性，並介紹了目前幾種常用的動態無功補償的應用技術。

文獻標識碼：ｂ

關鍵詞：動態無功功率補償技術；應用技術發展趨勢

中圖分類號：ｔｍ７１４

１引言如果電網中的無功功率供不應求，用電裝置就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，那麼這些用電裝置就不能維持在額定情況下工作，用電裝置的端電壓就要下降，從而影響用電裝置的正常執行。系統缺乏無功功率時就會造成低功率因數執行和電壓下

２　動態無功功率補償技術的發展現狀及趨勢

動態無功補償裝置（ｓｖｃ），目前已被廣泛用於輸電系統波阻抗補償及長距離輸電的分段補償中，也被

大量用於負載的無功補償中。它的基本作用是連續而迅速地控制無功功率，即以快速的響應，通過發出或吸

收無功功率來控制它所連線的輸電系統的節點電壓。目前，ｓｖｃ在國外已是相對成熟的技術。作為輸配電系統動態無功補償的主要實用技術ｓｖｃ裝置，由於其維護簡單、工作可靠，所以其應用較為廣泛。

尤其是閘流體投切電容器在國內低壓配電系統的應用更為普遍。從ｓｖｃ已出現過的型別看，目前有發展前途的主要有直流助磁飽和電抗器型、可控矽控制電抗器型及

降，使電氣裝置容量得不到充分發揮。可見無功功率對供電系統和負荷的執行都是十分重要的。近些年來，隨著我國工業的迅速發展，一些大功率非線性負荷的不斷增多，對電網的衝擊和諧波汙染也呈不斷上公升趨勢，缺乏無功調節手段造成了母線電壓隨執行方式的變動很大，引發了多種電能質量問題。

主要包括：功

率因數低、諧波含量高、三相不平衡、功率衝擊、電壓閃自飽和電抗器型３種。可控矽控制電抗器型又可分

變和電壓波動。低功率因數會使企業遭受電力部門的

鉅額罰款；諧波和不平衡是許多電力事故誘發的原因，

如繼電保護誤動、變壓器絕緣損壞、電容器燒毀等，同時功率衝擊、諧波和不平衡還會大幅度縮短電氣裝置的壽命；電壓閃變會引起視覺疲勞和縮短照明裝置的

為：固定連線電容器加可控矽控制的電抗器；可控矽開

關操作的電容器加可控矽控制的電抗器。

２．１動態無功補償裝置補償方式

（１）動態補償與固定補償相結合技術能較好地適應負載變化。隨著社會的發展，負載型別越來越複雜，電網對無功要求也越來越高，因此單純的固定補償已經不能滿足要求。

壽命，電壓波動則會引起生產效率降低，還可能引起生產線控制器復位、繼電保護動作等等。因此為保證電

力**的可靠、優質、高效等，目前世界各國的工礦企業紛紛採用了動態無功補償技術。（２）三相共補與分相補償相結合的補償方式很好的解決了大量的電力電子、照明等家居裝置，都是兩相

＜電氣開關

供電，電網中三相不平衡的情況越來越多，三相共補同投同切已無法解決三相不平衡，而全部採用單相補償

機構，是低壓配電電網中考核單元線損的理想手段。它

能隨時為電網管理人員提供所需要的各類資料，為電網的安全執行和經濟執行提供可靠的管理依據，是配電電網自動化系統的基本組成部分。主要功能如下：

則投資較大的問題。因此根據負載情況充分考慮經濟性的共分結合方式在新的經濟條件下１３益廣泛應用。

（３）穩態補償與快速跟蹤補償相結合的補償方式

實時監測配變三相資料：電壓、電流、功率、功率因數、頻率（１～３次諧波）；

累計資料記錄、整點資料記錄和統計資料記錄功是未來發展的乙個趨勢。主要是針對大型的鋼鐵冶金等企業，工藝複雜、用電量大、負載變化快、波動大，充分有效地進行無功補償，不僅可以提高功率因數、降損節能，而且可以充分挖掘裝置的工作容量，充分發揮設

備能力，提高工作效率、產量和質量，經濟效益大。

２．２採用先進的投切開關

（１）過零觸發固態繼電器

其特點是動態響應快，在投切過程中對電網無衝擊、無湧流，壽命較長，但有一定的功耗和諧波汙染，目前運用比較普遍。

（２）機電一體化智慧型復合開關

該開關是由交流接觸器和固態繼電器併聯執行，

綜合兩種開關的優點，既實現了快速投切，又降低了功

耗。目前主要由於成本及可靠性原因應用較少。

（３）機電一體化智慧型真空開關

該開關採用低壓真空滅弧室及永磁操作機構，可

實現電容過零投切，還可適應電容器串聯電抗器迴路的投切，壽命長，可靠性高，目前正在實現商品化。２．３採用智慧型無功控制策略

採集三相電壓、電流訊號，跟蹤系統中無功的變化，以無功功率為控制物理量，以使用者設定的功率因數為投切參考限量，依據模糊控制理論智慧型選擇電容器組合，智慧型投切是針對星一角結合情況。電容投切控制採用智慧型控制理論，自動及時地投切電容補償，補償無功功

率容量。根據配電系統三相中每一相無功功率的大小智慧型選擇電容器組合，依據「取平補齊」的原則投入電

網，實現電容器投切的智慧型控制，使補償精度高。

（１）科學的電壓限制條件

可設定的過、欠壓保護值，可設定禁投（低谷高電壓）、禁切（高峰低電壓）電壓值，具有缺相保護功能，以無功功率為投切門限值。

（２）可設定投切延時

延時時間可調（既可支援快速跟蹤無功補償，也可支援穩態補償），同組電容投切動作時間間隔可設定，對快速跟蹤補償可設定為零。２．４整合綜合配電監測功能

綜合配電監測功能集配電變壓器電氣引數測量、記憶、通訊於一體，是一套比較完整的配電執行引數測量

能，累計計量有功、無功電量；

查詢統計分析功能並根據輸入條件生成各種報表、曲線、棒圖、餅圖。

一般都配有相關的後台處理軟體，大多數可實現

網路多機操作與資料共享。２．５整合電壓監測功能

根據電壓檢測儀標準進行取樣與資料統計處理，便於使用者考核電壓合格率，可用於電壓監測考核。

２．６整合**諧波監測功能

較好一點的監測終端採用ｄｓｐ作為ｃｐｕ，應用

ｆｆｔ快速傅利葉演算法，可精確計算測量出電壓、電流、

功率因數、有功及無功電量等配電引數，還可以分析１

～３次諧波，從而實現**的諧波監測功能，該資料可

根據使用者要求在後台軟體上進行分析處理。

２．７通訊

某些功能較先進的監控終端充分地考慮了裝置的可持續性使用，採用標準的介面，可根據使用者要求特殊配置ｍｏｄｅｍ、現場匯流排等，與配網自動化系統有機結合。具體通訊方式有以下幾種，或是其一或是多種方式的結合。

手工抄表：有線、無線、電卡等多種抄表方式。

直接通訊：與配電自動化系統介面，為使用者提供了

多種解決方案以適應不同的配網自動化系統與子站或主站的直接通訊。

與兀、ｕ的通訊：可通過ｆｔｕ實現一點對多點採集，以實現資料遠傳並與配電自動化系統介面與集抄

系統的通訊，通常採用載波或直聯。

２．８模組化結構

當前應用較廣的模組化設計結構，將電容器、投切

開關、保護整合在乙個單元內，形成多種容量規格的標準化單元，其特點是結構與功能的模組化形成滿足不同使用者要求的系列產品，同時還便於各種裝置在使用

現場的維修與調整。

３　結語

當前應用較廣的模組化設計結構，將電容器、投切

（下轉第８ｌ頁）

＜電氣開關

的要求，又要盡量減小聯結器的尺寸。爬電距離是根

據工作電壓，絕緣材料的耐洩痕性和材料的表面形狀

確定的，ｂｍｃ絕緣體材料的相比漏電起痕性ｃｔｉ在４００～６００之間，屬於ⅱ級，最小爬電距離為４５ｍｍ，我

１．絕緣堵圈；２．控制插頭；３．插座絕緣體；４．ｐ線插頭；５．饋線插頭；６

插座座體；７．套管；８．內六角螺栓

圖４插座部分主要零件拆卸圖一酸

ｉ１１２／

１．壓帽；２．壓圈；３．橡膠套圈；４．墊圈；５．插頭後體；６．內蓋與接地插

頭；７．絕緣堵圈；８．ｐ線插座；９．控制插座；１０．插頭絕緣體；１１．饋線插

座；１２．插頭前體

圖５插頭部分主要零件拆卸圖

藥品性較好，吸水性小。與其它熱固性塑料相比，玻纖增強不飽和聚酯模塑料的成型收縮率較小，一般為０

—０．５，並且可以通過改變低收縮劑的種類和用量對塑

料的成型收縮率進行控制，保證了隔爆接合面的精確度和尺寸的穩定性。它的另一特點是流動性非常好，可以進行低壓成型加工，但是這種材料的成型工藝有較高的要求，如壓制時的溫度低了，引發基分解自由基

的速度慢，會引起塑料固化不足，機械電氣效能、物理效能就會下降，所以要得到質量上乘的零件，一定要嚴格控制各項工藝引數。這種材料製成的絕緣件完全能

夠承受工頻耐壓（１８ｋｖ）和雷電衝擊耐壓（２０ｋｖ），符合標準要求。

饋線插頭、饋線插座由紫銅棒精加工後鍍銀處理，表面應光潔、無起泡、斑點、脫皮等缺陷，饋線插座有６５ｍｎ的彈簧鋼板經熱處理製成的卡圈套在插孔外圓處，提高與饋線插頭連線時的插拔力，以保證主迴路的接觸電阻小於５００ｐ，ｆ￣，可以降低溫公升值。一般插拔力為３ｏ～８０ｎ。

在防爆結構和防爆引數上應符合ｃｂ３８３６．２—

２０００的有關規定，由於聯結器結構的特殊性而具有多

種形式的隔爆接合面，聯結器插頭外圓為圓筒形隔爆

接合面，插座與裝置的連線處為平面隔爆接合面，插頭前體與後體的連線是螺紋隔爆接合面。

聯結器的接線腔部分的電氣間隙和爬電距離是要解決的乙個技術問題，既要保證符合

們採用改變零件表面形狀增加距離的辦法予以解決。

最小電氣間隙為３６ｍｍ，如果直接採用這個引數將大大增加聯結器的尺寸，為此採取對各個導電部分加套

高壓熱縮管完全封閉導電部分，這樣可以大大減小相間距離，從而縮小了聯結器的外形尺寸。

以上措施設計製造的產品，經****生產上海礦

用裝置檢測檢驗中心的檢測，完全符合有關標準的要求，達到設計的目的，取得防爆合格證和安全標誌准用證。

３．２聯結器的尺寸、重量

聯結器插頭部份外形尺寸：長３５６ｍｍｘ寬１５１ｒａｍ

×高１５１ｒａｍ

聯結器插座部份外形尺寸：長２５８ｍｍ×寬１４８ｍｍ×高１６４ｒａｍ

聯結器插頭重量：１８ｋｇ聯結器插座重量：１５ｋｇ３．３產品**

圖６收稿ｅｌ期：２０１０一ｏｌ－２８

作者簡介：張鴿（１９８１一）．男。浙江溫州人．２００１年畢業於重慶電子工程職業學

院．助理工程師。

（上接第８ｌ頁）

開關、保護整合在乙個單元內，形成多種容量規格的標

準化單元，其特點是結構與功能的模組化形成滿足不同使用者要求的系列產品，同時還便於各種裝置在使用

現場的維修與調整。

總之，隨著科技的快速發展進步，高科技企業的增加，電力企業在如何更好地滿足使用者不斷提高的需求的同時，還要對使用者電網進行更全面的管理、監控。在這個過程中，將有各種新技術、新裝置發展起來，未來的無功補償技術將會更加經濟有效。

收稿日期

動態無功補償的應用技術

動態無功補償裝置框架技術協議

動態無功補償可研報告

SVG動態無功補償裝置技術規範書

動態無功補償的應用技術

動態無功補償裝置框架技術協議

動態無功補償可研報告

SVG動態無功補償裝置技術規範書

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