智能低压动态无功补偿技术

一、传统的低压无功补偿设备的状况:
1.采集单一信号，采用三相电容器，三相共补
这种补偿方式适用于负荷主要是三相负载（电动机）的场合，但如果当前的负载主要为居民用户，三相负荷很可能不平衡。那么各相无功需量也不同，采用这种补偿方式会在不同程度上出现过补或欠补。

2. 投切开关多采用交流接触器

其响应速度较慢，在投切过程中会对电网产生冲击涌流，使用寿命短。

3. 无功控制策略

控制物理量多为功率因数，投切方式为：循环投切。此策略没有考虑电压的平衡关系与区域的无功优化。

4. 通常不具备配电监测功能

二、智能动态无功补偿设备状况:

1. 补偿方式
1) 固定补偿与动态补偿相结合
随着社会的发展，负载类型越来越复杂，电网对无功要求也越来越高，因此单纯的固定补偿已经不能满足要求，新的动态无功补偿技术能较好地适应负载变化。
2) 三相共补与分相补偿相结合
新的设备尤其是大量的电力电子、照明等家居设备，都是单相供电，电网中三相不平衡的情况越来越多，三相共补同投同切已无法解决三相不平衡的问题，而全部采用单相补偿则投资较大。因此根据负载情况充分考虑经济性的共分结合方式在新的经济条件下日益广泛应用。
3) 稳态补偿与快速跟踪补偿相结合
稳态补偿与快速跟踪补偿相结合的补偿方式是未来发展的一个趋势。主要是针对大型的钢铁冶金等企业，工艺复杂、用电量大、负载变化快、波动大，充分有效地进行无功补偿，不仅可以提高功率因数、降损节能，而且可以充分挖掘设备的工作容量，充分发挥设备能力，提高工作效率，提高产量和质量，经济效益大。


2.采用先进的投切开关

目前采用的投切开关主要有以下几种。

1) 过零触发可控硅投切开关
其特点是动态响应快，在投切过程中对电网无冲击、无涌流，寿命较长，目前运用比较普遍。

2) 机电一体化智能复合开关
该开关由交流接触器和可控硅并联运行，综合两种开关的优点，既实现了快速投切，又降低了功耗。

3. 采用智能型无功控制策略
采集三相电压、电流信号，跟踪系统中无功的变化，以无功功率为控制物理量，以用户设定的功率因数为投切参考限量，依据模糊控制理论智能选择电容器组合，智能投切是针对星—角结合情况。电容投切控制采用智能控制理论，动态及时地投切电容补偿，补偿无功功率容量。根据配电系统三相中每一相无功功率的大小智能选择电容器组合，依据“取平补齐”的原则投入电网，实现电容器投切的智能控制，使补偿精度高。


1) 科学的电压限制条件
可设定的过、欠压保护值，可设置谐波电压保护，具缺相保护功能，以无功功率为投切门限值。
2) 可设置投切延时
延时时间可调（既可支持快速跟踪无功补偿，也可支持稳态补偿），同组电容投切动作时间间隔可设置，对快速跟踪补偿可设置为零。


4. 集成综合配电监测功能
综合配电监测功能集配电变压器电气参数测量、记忆、通信于一体，是一套比较完整的配电运行参数测量机构，是低压配电电网中考核单元线损的理想手段。它能随时为电网管理人员提供所需要的各类数据，是为电网的安全运行和经济运行提供可靠的管理依据，是配电电网动态化系统的基本组成部分。主要功能如下：
实时监测配变三相数据：电压、电流、功率、功率因数、频率（2～25次谐波）；

累计数据记录、整点数据记录和统计数据记录功能，累计计量有功、无功电量；

查询统计分析功能并根据输入条件生成各种报表、曲线、棒图。
一般都配有相关的后台处理软件，大多数可实现网络多机操作与数据共享。


5. 集成电压监测功能

根据电压检测仪标准进行采样与数据统计处理，便于用户考核电压合格率，可用于电压监测考核。


6. 集成在线谐波监测功能
监测终端采用DSP作为CPU，应用FFT快速傅立叶算法，可精确计算测量出电压、电流、功率因数、有功及无功电量等配电参数，还可以分析2～25次谐波，从而实现在线的谐波监测功能，该数据可根据用户要求在后台软件上进行分析处理。


7. 通信
监控终端充分地考虑了设备的可持续性使用，采用标准的RS232、RS485接口，可根据用户要求特殊配置Modem、现场总线（Profibus）等,与配网动态化系统有机结合。具体通信方式有以下几种，或是其一或是多种方式的结合。

手工抄表：有线、无线等多种抄表方式。

直接通信：与配电动态化系统接口，为用户提供了多种解决方案以适应不同的配网动态化系统与子站或主站的直接通信。

一、智能无功功率自动补偿控制器
1、 补偿原理
智能无功功率自动补偿控制器采用单片机技术，投入区域、延时时间、过压切除门限等参数已内部设定，利用程序控制固态继电器和交流接触器复合工作方式，投切电容器的瞬间过渡过程由固态继电器执行，正常工作由接触器执行(投入电容时，先触发固态继电器导通，再操作交流接触器上电，然后关断固态继电器；切除电容时先触发固态继电器导通，再操作交流接触器断电，然后关断固态继电器)，具有电压过零投入、电流过零切除、无拉弧、低功耗等特点。
2、 计算方法及投切依据
以电压为判据进行控制,无需电流互感器，适用于末端补偿，以保证用户电压水平。
1)电压投切门限
投入电压门限范围 175V ～210V 出厂预置 175V
切除电压门限范围 230V ～240V 出厂预置 232V
回差 0V ～ 22V 出厂预置 22V
2)欠压保护门限（电压下限）170V ～175V 出厂预置 170V
3)过压保护门限（电压上限）242V ～ 260V 出厂预置 242V
4)投切延时 1S ～600S 出厂预置 30S
3、 常见故障及处理办法
用户端电压过低而电容器不能投入。
1） 电压低于欠压保护门限。
2） 三相电压严重不平衡。
二、无功补偿控制器
1、补偿原理
无功补偿控制器采用单片机技术，投切组数、投切门限、延时时间、过压切除门限等参数可由用户自行整定。取样物理量为无功电流，取样信号相序自动鉴别、转换、无须提供互感器变比及补偿电容容量，自行整定投切门限，满量程跟踪补偿，无投切振荡，适应于谐波含量较大的恶劣现场工作。
2、计算方法及投切依据
依据《DL/T597-1996低压无功补偿器订货技术条件》无功电流投切，目标功率因数为限制条件。
1） 当电网功率因数低于COSФ预置且电网无功电流大于1.1Ic时（Ic为电容器所产生无功电流，由控制器自动计算），超过延时时间，补偿电容器自动投入。
2） 当相位超前或电压处于过压、欠压状态时，控制器切除电容器。
3、常见故障及处理办法
1） 显示 -.50 。 取样电压电流线接错，应为线电压和另外一相流。
2） 功率因数显示较低而不投入电容。目标功率因数设置过低或负荷过小或者过压保护门限设置过低。
三、配电综合测控仪
1、 补偿原理
配电综合测控仪采用DSP技术，其控制部分包括投切组数、投切门限、编码方式、延时时间、过压切除门限等参数可由用户自行整定。取样物理量为无功功率，取样信号相序自动鉴别、转换，满量程编码跟踪补偿，无投切振荡，适应于精确补偿的现场工作。
2、 计算方法及投切依据
依据《DL/T597-1996低压无功补偿器订货技术条件》无功功率投切，目标功率因数为限制条件。
1） 当电网功率因数低于COSФ预置且电网无功功率大于门限值（门限系数*电容容量）时，超过延时时间，补偿电容器自动投入。
2）投切时以所设编码方式投切，优先投切容量较大的合适的电容，然后投切较小的电容，以达到最小的投切次数和最优化的补偿容量。
3）  当三相不平衡时,可以使用角型投切方案或星加角型投切方案。当使用星加角型投切方案时，优先投切星型中较大的电容，当不够星型补偿时，优先投切角型中较大的电容，直至各项均达到较好的补偿效果。
4） 相位超前或电压处于过压、欠压状态时，控制器切除电容器。
3、 常见故障及处理办法
1） 无电压或电流。一般为电压电流线没有接好。
2） 液晶屏不显示。一般为电源没有接好。
3） 功率因数显示较低而不投入电容。目标功率因数设置过低或负荷过小或者过压保护门限设置过低。
2） 液晶屏不显示。一般为电源没有接好。
3） 功率因数显示较低而不投入电容。目标功率因数设置过低或负荷过小或者过压保护门限设置过低.