韓雙喜 劉 立

[摘 要]近年來隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的進行,智能無功補償技術(shù)在各地低壓配電網(wǎng)的公用配變被廣泛應用,它集低壓無功補償、綜合配電監(jiān)測、配電臺區(qū)的線損計量、電壓合格率的考核、諧波監(jiān)測等多種功能于一身;同時還充分考慮了與配電自動化系統(tǒng)的結(jié)合。

[關(guān)鍵詞]智能低壓無功補償;綜合模塊;成套裝置應用

近年來,隨著我國電力工業(yè)的不斷發(fā)展,大范圍的高壓輸電網(wǎng)絡逐漸形成,同時對電網(wǎng)無功功率的要求也日漸嚴格。電網(wǎng)無功功率不平衡將導致系統(tǒng)電壓的巨大波動,嚴重時會導致用電設備的損壞。因此,研究無功補償及其部件的發(fā)展具有重要的社會和經(jīng)濟意義。

一、傳統(tǒng)無功補償

一般有三角形電力電容器、投切電容器專用接觸器、熱繼電器及保護熔斷器,低壓無功補償控制器等元件。在柜體內(nèi)部零散組裝而成。柜體體積龐大,內(nèi)部接線復雜,安裝接線耗時耗力、維護不方便,同時不利于生產(chǎn)、運輸、安裝、調(diào)試和可靠運行。

所有的電容器只能有一個控制器控制投切,當這只控制器損壞時,整個裝置就會停止動作,因此控制器的瓶頸效應隱患比較大。

二、智能模塊的優(yōu)點

1.既可單機獨立補償,也可多機并聯(lián)補償;

2.可供補、可分補,也可混合補償;

3.補償容量成倍增大;

4.消除控制器瓶頸效應;

5.過零投切開關(guān)技術(shù)先進;

6.具有諧波抑制功能。

三、目前應用的智能無功補償設備狀況:

1.補償方式

(1)固定補償與動態(tài)補償相結(jié)合。隨著社會的發(fā)展,負載類型越來越復雜,電網(wǎng)對無功要求也越來越高,因此單純的固定補償已經(jīng)不能滿足要求,新的動態(tài)無功補償技術(shù)能較好地適應負載變化。

(2)三相共補與分相補償相結(jié)合。新的設備尤其是大量的電力電子、照明等家居設備,都是兩相供電,電網(wǎng)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的問題,而全部采用單相補償則投資較大。因此根據(jù)負載情況充分考慮經(jīng)濟性的共分結(jié)合方式在新的經(jīng)濟條件下日益廣泛應用。

(3)穩(wěn)態(tài)補償與快速跟蹤補償相結(jié)合。穩(wěn)態(tài)補償與快速跟蹤補償相結(jié)合的補償方式是未來發(fā)展的一個趨勢。主要是針對大型的鋼鐵冶金等企業(yè),工藝復雜、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(shù)、降損節(jié)能,而且可以充分挖掘設備的工作容量,充分發(fā)揮設備能力,提高工作效率,提高產(chǎn)量和質(zhì)量,經(jīng)濟效益大。

2.采用智能型無功控制策略

采集三相電壓、電流信號,跟蹤系統(tǒng)中無功的變化,以無功功率為控制物理量,以用戶設定的功率因數(shù)為投切參考限量,依據(jù)模糊控制理論智能選擇電容器組合,智能投切是針對星—角結(jié)合情況。電容投切控制采用智能控制理論,自動及時地投切電容補償,補償無功功率容量。根據(jù)配電系統(tǒng)三相中每一相無功功率的大小智能選擇電容器組合,依據(jù)“取平補齊”的原則投入電網(wǎng),實現(xiàn)電容器投切的智能控制,使補償精度高。

(1)科學的電壓限制條件?？稍O定的過、欠壓保護值,可設置禁投(低谷高電壓)、禁切(高峰低電壓)電壓值,具缺相保護功能,以無功功率為投切門限值。

(2)可設置投切延時。延時時間可調(diào)(既可支持快速跟蹤無功補償,也可支持穩(wěn)態(tài)補償),同組電容投切動作時間間隔可設置,對快速跟蹤補償可設置為零。

3.集成綜合配電監(jiān)測功能

綜合配電監(jiān)測功能集配電變壓器電氣參數(shù)測量、記憶、通信于一體,是一套比較完整的配電運行參數(shù)測量機構(gòu),是低壓配電電網(wǎng)中考核單元線損的理想手段。它能隨時為電網(wǎng)管理人員提供所需要的各類數(shù)據(jù),是為電網(wǎng)的安全運行和經(jīng)濟運行提供可靠的管理依據(jù),是配電電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的基本組成部分。主要功能如下:

實時監(jiān)測配變?nèi)鄶?shù)據(jù):電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率(1～3次諧波)。

累計數(shù)據(jù)記錄、整點數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計數(shù)據(jù)記錄功能,累計計量有功、無功電量。

查詢統(tǒng)計分析功能并根據(jù)輸入條件生成各種報表、曲線、棒圖、餅圖。

一般都配有相關(guān)的后臺處理軟件,大多數(shù)可實現(xiàn)網(wǎng)絡多機操作與數(shù)據(jù)共享。

4.集成電壓監(jiān)測功能

根據(jù)電壓檢測儀標準進行采樣與數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理,便于用戶考核電壓合格率,可用于電壓監(jiān)測考核。

5.集成在線諧波監(jiān)測功能

較好一點的監(jiān)測終端采用DSP作為CPU,應用FFT快速傅立葉算法,可精確計算測量出電壓、電流、功率因數(shù)、有功及無功電量等配電參數(shù),還可以分析1～3次諧波,從而實現(xiàn)在線的諧波監(jiān)測功能,該數(shù)據(jù)可根據(jù)用戶要求在后臺軟件上進行分析處理。

6.通信

某些功能較先進的監(jiān)控終端充分地考慮了設備的可持續(xù)性使用,采用標準的RS232、RS485接口,可根據(jù)用戶要求特殊配置Modem、現(xiàn)場總線(Profibus)等,與配網(wǎng)自動化系統(tǒng)有機結(jié)合。具體通信方式有以下幾種,或是其一或是多種方式的結(jié)合。

手工抄表:有線、無線、電卡等多種抄表方式。

直接通信:與配電自動化系統(tǒng)接口,為用戶提供了多種解決方案以適應不同的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)與子站或主站的直接通信。

與FTU的通信:可通過FTU實現(xiàn)一點對多點采集,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳并與配電自動化系統(tǒng)接口與集抄系統(tǒng)的通信,通常采用載波或直聯(lián)。

四、模塊化結(jié)構(gòu)

當前應用較廣的模塊化設計結(jié)構(gòu),將電容器、投切開關(guān)、保護集成在一個單元內(nèi),形成多種容量規(guī)格的標準化單元,其特點是結(jié)構(gòu)與功能的模塊化形成滿足不同用戶要求的系列產(chǎn)品,同時還便于各種裝置在使用現(xiàn)場的維修與調(diào)整。

總之,隨著科技的快速發(fā)展進步,高科技企業(yè)的增加,電力企業(yè)在如何更好地滿足用戶不斷提高的需求的同時,還要對用戶電網(wǎng)進行更全面的管理、監(jiān)控,在這個過程中,將有各種新技術(shù)、新設備發(fā)展起來,未來的無功補償技術(shù)將會更加經(jīng)濟有效?！?編輯/永安)