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      無功功率補償控制器
      發布時間:2015-8-31

          無功功率補償控制器有三種采樣方式,功率因數型、無功功率型、無功電流型。選擇那一種物理控制方式實際上就是對無功功率補償控制器的選擇。控制器是無功補償裝置的指揮系統,采樣、運算、發出投切信號,參數設定、測量、元件保護等功能均由補償控制器完成。十幾年來經歷了由分立元件--集成線路--單片機--DSP 芯片一個快速發展的過程,其功能也愈加完善。就國內的總體狀況,由于市場的需求量很大,生產廠家也愈來愈多,其性能及內在質量差異很大,很多產品名不符實,在選用時需認真對待。在選用時需要注意的另一個問題就是國內生產的控制器其名稱均為“KYWK2000 無功功率補償控制器”,名稱里出現的“無功功率”的含義不是這臺控制器的采樣物理量。采樣物理量取決于產品的型號,而不是產品的名稱。
           1.功率因數型控制器
      功率因數用COSΦ 表示,它表示有功功率在線路中所占的比例。當COSΦ=1時,線路中沒有無功損耗。提高功率因數以減少無功損耗是這類控制器的最終目標。這種控制方式也是很傳統的方式,采樣、控制也都較容易實現。
          ○“延時”整定,投切的延時時間,應在10S-120S范圍內調節”靈敏度”整定,電流靈敏度,不大于0-2A。
          ○投入及切除門限整定,其功率因數應能在0.85(滯后-0.95(超前)范圍內整定。
          ○過壓保護設量
          ○顯示設置、循環投切等功能
          這種采樣方式在運行中既要保證線路系統穩定、無振蕩現象出現,又要兼顧補償效果,這是一對矛盾,只能在現場視具體情況將參數整定在較好的狀態下工作。即使調整的較好,也無法禰補這種方式本身的缺陷,尤其是在線路重負荷時。舉例說明:設定投入門限;COSΦ=0.95(滯后)此時線路重載荷,即使此時的無功損耗已很大,再投電容器組也不會出現過補償,但COSΦ只要不小于0.95,控制器就不會再有補償指令,也就不會有電容器組投入,所以這種控制方式建議不做為推薦的方式。

          2.無功功率(無功電流)型控制器
          無功功率(無功電流)型的控制器較完善的解決了功率因數型的缺陷。一個設計良好的無功型控制器是智能化的,有很強的適應能力,能兼顧線路的穩定性及檢測及補償效果,并能對補償裝置進行完善的保護及檢測,這類控制器一般都具有以下功能:
          ○四象限操作、自動、手動切換、自識別各路電容器組的功率、根據負載自動調節切換時間、諧波過壓報警及保護、線路諧振報警、過電壓保護、線路低電流報警、電壓、電流畸變率測量、顯示電容器功率、顯示COSΦ 、U、I、S、P、Q及頻率。
          由以上功能就可以看出其控制功能的完備,由于是無功型的控制器,也就將補償裝置的效果發揮得淋漓盡致。如線路在重負荷時,那怕COSΦ 已達到0.99(滯后),只要再投一組電容器不發生過補,也還會再投入一組電容器,使補償效果達到最佳的狀態。采用DSP 芯片的控制器,運算速度大幅度提高,使得富里葉變換得到實現。當然,不是所有的無功型控制器都有這么完備的功能。國內的產品相對于國外的產品還存在一定的差距。
          3.用于動態補償的控制器
          對于這種控制器要求就更高了,一般是與觸發脈沖形成電路一并考慮的,要求控制器抗干擾能力強,運算速度快,更重要的是有很好的完成動態補償功能。由于這類控制器也都基于無功型,所以它具備靜態無功型的特點。
          目前,國內用于動態補償的控制器,與國外同類產品相比有較大的差距,一是在動態響應時間上較慢,動態響應時間重復性不好;二是補償功率不能一步到位,沖擊電流過大,系統特性容易漂移,維護成本高、造成設備整體投資費用高。另外,相應的國家標準也尚未見到,這方面落后于發展。
          三、濾波補償系統
          由于現代半導體器件應用愈來愈普遍,功率也更大,但它的負面影響就是產生很大的非正弦電流。使電網的諧波電壓升高,畸變率增大,電網供電質量變壞。如果供電線路上有較大的諧波電壓,尤其5 次以上,這些諧波將被補償裝置放大。電容器組與線路串聯諧振,使線路上的電壓、電流畸變率增大,還有可能造成設備損壞,再這種情況下補償裝置是不可使用的。最好的解決方法就是在電容器組串接電抗器來組成諧波濾波器。濾波器的設計要使在工頻情況下呈容性,以對線路進行無功補償,對于諧波則為感性負載,以吸收部分諧波電流,改善線路的畸變率。增加電抗器后,要考慮電容端電壓升高的問題。濾波補償裝置即補償了無功損耗又改善了線路質量,雖然成本提高較多,但
      對于諧波成分較大的線路還是應盡量考慮采用,不能認為裝置一時不出問題就認為沒有問題存在。很多情況下,采用五次、七次、十一次或高通濾波器可以在補償無功功率的同時,對系統中的諧波進行消除。
          無功動態補償裝置工作原理與結構特點
          無功動態補償裝置由控制器、晶閘管、并聯電容器、電抗器、過零觸發模塊、放電保護器件等組成。裝置實時跟蹤測量負荷的電壓、電流、無功功率和功率因數,通過微機進行分析,計算出無功功率并與預先設定的數值進行比較,自動選擇能達到最佳補償效果的補償容量并發出指令,由過零觸發模塊判斷雙向可控硅的導通時刻,實現快速、無沖擊地投入并聯電容器組。

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