師媛

摘 要：在電力供給當(dāng)中，無功補(bǔ)償是電力設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的方案研究。在本文中，對(duì)無功補(bǔ)償自控方案進(jìn)行詳細(xì)的介紹，并且根據(jù)補(bǔ)償?shù)牟煌绞阶龀鱿鄳?yīng)的對(duì)比。在電力設(shè)計(jì)的過程中，由于電力需求的不同，補(bǔ)償方案存在一定的差異，就單一的供電要求提出控制的方案，并且根據(jù)后期的電力使用進(jìn)行回饋，對(duì)補(bǔ)償方案進(jìn)行不斷完善，這也是為今后電力設(shè)計(jì)中電力補(bǔ)償自控方案經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行擴(kuò)充。

關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償；自控方案；電力設(shè)計(jì)；應(yīng)用比較

1 無功補(bǔ)償自控方案介紹

在城市快速發(fā)展的過程中，電力需求也相應(yīng)的提高。尤其是一些大型企業(yè)當(dāng)中，電力需求量呈現(xiàn)快速增長的趨勢。不同于民用供電，工業(yè)用電因其獨(dú)特的運(yùn)作方式，必須采用較大的變電裝置，在高負(fù)荷的狀態(tài)下提供功率較大且穩(wěn)定的電力。使用電容補(bǔ)償?shù)姆桨缚梢詫⒐β适褂寐氏鄳?yīng)的提高，同時(shí)使得在供電過程中，電力損耗降低，直接的提高了工業(yè)用電的質(zhì)量。于此同時(shí)，補(bǔ)償方案可以提高在長距離電力輸送過程中，電力整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將三相荷載水平控制在平衡的狀態(tài)下，充分的發(fā)揮了有功功率和無功功率的效能。

在電力設(shè)計(jì)無功補(bǔ)償自控方案中，包含有集中補(bǔ)償、分段補(bǔ)償和對(duì)點(diǎn)補(bǔ)償。集中補(bǔ)償是在大容量的電容器上對(duì)母線上進(jìn)行電壓的補(bǔ)償，將原有的調(diào)相機(jī)進(jìn)行同步調(diào)試，不根據(jù)電容中電壓的情況調(diào)整并聯(lián)關(guān)系，利用線路輸電的功率和無功損耗來對(duì)電力線路電壓進(jìn)行補(bǔ)償。對(duì)于集中補(bǔ)償，在使用中，優(yōu)勢主要是在容量較小的情況下對(duì)電壓進(jìn)行補(bǔ)償。方便了小功率下的電壓補(bǔ)償方案的實(shí)施。分段補(bǔ)償不同于集中補(bǔ)償只對(duì)單一電容的補(bǔ)償。在10Kv電力中，在安裝在戶外的架空線路上進(jìn)行分段的無功補(bǔ)償，也是通過提高輸電的功率和無功損耗來對(duì)電力線路電壓進(jìn)行補(bǔ)償。在具體的操作中，分段補(bǔ)償優(yōu)勢在于補(bǔ)償投資較少，成效較快，對(duì)于補(bǔ)償后的電壓也相對(duì)穩(wěn)定。適用于功率穩(wěn)定要求較高且有一定的預(yù)算要求的情況下使用。對(duì)點(diǎn)補(bǔ)償是根據(jù)實(shí)際的輸電要求進(jìn)行的具體補(bǔ)償方案，在用電設(shè)備附近直接進(jìn)行無功補(bǔ)償。有效的將用電設(shè)備中的回路電壓控制在設(shè)計(jì)的范圍之內(nèi)。

2 無功補(bǔ)償自控方案選擇

在無功補(bǔ)償自控方案選擇中，首先要考慮的用電設(shè)備上的補(bǔ)償方式，對(duì)于使用的單片機(jī)電容控制的補(bǔ)償中，選擇合理的補(bǔ)償方案可以有效的保護(hù)電力線路的安全，選擇的原則組要是電容設(shè)備的智能管控，操作方面并且在后期的使用中方便維護(hù)，也能夠在發(fā)現(xiàn)故障的情況下及時(shí)的對(duì)電路元件進(jìn)行更換。對(duì)于造價(jià)方面的問題也是補(bǔ)償設(shè)備公路設(shè)計(jì)中必須考慮的問題。

在普遍的電力控制補(bǔ)償方案中，對(duì)于電子元件的使用主要以組裝使用為主，包括電力設(shè)備的相位單元和檢測單元，在無功的環(huán)境下，使得接觸設(shè)備之間的電壓控制在設(shè)計(jì)的范圍之內(nèi)，并根據(jù)實(shí)時(shí)脈沖的情況，形成電路的自我保護(hù)。當(dāng)補(bǔ)償?shù)碾妷褐荡笥陬~定電壓，從而導(dǎo)致出現(xiàn)的過載現(xiàn)象的發(fā)生，線路會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)過壓保護(hù)，根據(jù)電力元件的控制來保證電力補(bǔ)償設(shè)備的安全，以提高使用的壽命。在一些單位中，所使用的維護(hù)設(shè)備維修多使用人工維修，現(xiàn)有的電力條件下，人力維修無法滿足補(bǔ)償環(huán)境的精準(zhǔn)要求，故需要對(duì)補(bǔ)償方案進(jìn)行不斷的完善。

圖一 電路補(bǔ)償流程設(shè)計(jì)

在發(fā)現(xiàn)了人力維修設(shè)備補(bǔ)償?shù)牟蛔阒?，就需要考慮使用智能自控的補(bǔ)償方案?，F(xiàn)階段多采用單片機(jī)智能補(bǔ)償方案，在信號(hào)模塊的控制之下，機(jī)械設(shè)備自動(dòng)執(zhí)行中央處理站的調(diào)控指令，在人機(jī)交換平臺(tái)中完成電力無功補(bǔ)償方案。單片機(jī)中的CMOS控制器的指令執(zhí)行中，控制率可達(dá)1MIPS/MHz，在一個(gè)調(diào)控周期中可以大幅度提高代碼運(yùn)算的準(zhǔn)確性，使得檢測功能發(fā)揮的更加完善，徹底解決了以往人工檢測中遇到的難題，實(shí)現(xiàn)了無功補(bǔ)償?shù)闹悄懿倏匦阅?，保證了電力設(shè)備在使用中動(dòng)態(tài)電壓的平衡。

在整套的單片機(jī)智能控制電壓補(bǔ)償中，信號(hào)處理是一項(xiàng)重要的任務(wù)，在完成對(duì)A/D信號(hào)循環(huán)轉(zhuǎn)換的過程中，對(duì)信號(hào)源中的數(shù)據(jù)進(jìn)行樣本抽取，根據(jù)得到的信號(hào)在矩陣的條件下進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算的結(jié)果可以直接反應(yīng)出電力線路的工作情況，包括電力線路使用中電壓的使用區(qū)間、電壓是否處于過載或是欠載的條件下，根據(jù)數(shù)據(jù)的分析來知道對(duì)線路電容器進(jìn)行補(bǔ)償方案的選擇，最終以指令的形式下達(dá)給CMOS控制器進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償。

3 單片機(jī)控制下的無功補(bǔ)償自控方案

單片機(jī)控制下的無功補(bǔ)償自控方案主要思路是在電容控制的情況下，將電路中的主線路在檢測的環(huán)境中進(jìn)行脈沖的轉(zhuǎn)換，根據(jù)電平的轉(zhuǎn)換模式，控制電路中信號(hào)的發(fā)射時(shí)間，通過縮短和延長發(fā)生器作用的時(shí)間來進(jìn)行智能的控制，并且在接受信號(hào)之后，在譯碼后得到信號(hào)變化的趨勢，將單片機(jī)發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行放大，得到三相線路的關(guān)聯(lián)模式，保障了線路在負(fù)載的情況下能和主電路進(jìn)行對(duì)接實(shí)現(xiàn)電容的補(bǔ)償。

圖二 單片機(jī)控制下的無功補(bǔ)償自控方案

例如，目前常用的WBB礦用隔爆型無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置就是由單片機(jī)為核心的控制器通過實(shí)時(shí)檢測電力系統(tǒng)無功功率和電壓、電流，分組投切電容器，實(shí)現(xiàn)無功功率的補(bǔ)償。裝置可實(shí)時(shí)顯示功率因數(shù)、系統(tǒng)電壓、負(fù)載電流、無功功率、溫度、諧波百分比及電容器投切狀態(tài)。并可實(shí)時(shí)在線設(shè)置變比、投入門限、切除門限、過電壓、欠電壓、諧波百分比上限、無功功率上下限等參數(shù)。

單片集中的模塊控制是在電容過載或欠載的情況下發(fā)揮功效，保障用電系統(tǒng)中的電功率處于平穩(wěn)的狀態(tài)，用單片機(jī)控制電容的作用來限制單點(diǎn)電壓的輸出，并且在智能編程的條件下避免電力線路中出現(xiàn)誤動(dòng)作的方式，進(jìn)一步控制電路故障造成的不良后果。

在工作時(shí)，并不需要由中央處理進(jìn)行控制，這樣一來，不僅可以更好的滿足補(bǔ)償電容無沖擊電流的投切要求，而且又可以克服以往的執(zhí)行元器件帶來控制十分復(fù)雜且極易出現(xiàn)誤動(dòng)作的問題，進(jìn)而可以從根本上提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性而此系統(tǒng)的主要工作原理為：當(dāng)控制器在進(jìn)行上電初始化之后，便會(huì)將INTO中斷予以打開，而在相電壓過零后，其過零檢測模塊會(huì)出現(xiàn)中斷觸發(fā)脈沖下降沿，這樣系統(tǒng)變開始進(jìn)入到中斷系統(tǒng)當(dāng)中。

4 無功補(bǔ)償自控方案應(yīng)用比較

通過上述分析可看出，傳統(tǒng)電子式自動(dòng)補(bǔ)償控制方案，響應(yīng)速度慢、線路復(fù)雜，可靠性差?；趩纹瑱C(jī)控制技術(shù)的無功補(bǔ)償自控方案抗干擾能力較差，在中、高壓無功補(bǔ)償領(lǐng)域的可靠性不易保證。此外，電壓等級(jí)越高的變電站其輻射范圍、故障的波及面越大。而基于單片機(jī)控制技術(shù)的無功自動(dòng)補(bǔ)償方案具有組態(tài)方便、便于擴(kuò)展、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、線路簡單以及安裝維修方便等優(yōu)點(diǎn)，是電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及成套無功補(bǔ)償裝置首選方案。

5 結(jié)束語

只有在選擇更優(yōu)化的無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)方案，才有可能大大降低電網(wǎng)功率因數(shù)、減少電能損耗，可以說，這對(duì)今后電網(wǎng)建設(shè)有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義、通過本文分析和比較，我們只需要抓住關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)，如：可靠性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等，進(jìn)而再對(duì)電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償方案實(shí)施予以深入的研究，從而為今后電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供更多有價(jià)值的參考。因此，在電力設(shè)計(jì)過程中，必須要確保所選的無功補(bǔ)償自動(dòng)控制方案科學(xué)、合理。這對(duì)提升供電可靠性、減少電能損耗等具有十分重要的意義。在文章中，根據(jù)電力線路設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，詳細(xì)對(duì)無功補(bǔ)償?shù)淖饔眉熬唧w任務(wù)做出詳細(xì)的介紹，并對(duì)無功補(bǔ)償?shù)淖钥胤桨高M(jìn)行對(duì)比，目的是找到線路檢測中最為有效的辦法。

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