無功補償自控方案在電力設(shè)計中的應(yīng)用比較

師媛

摘 要：在電力供給當(dāng)中，無功補償是電力設(shè)計中一項重要的方案研究。在本文中，對無功補償自控方案進行詳細(xì)的介紹，并且根據(jù)補償?shù)牟煌绞阶龀鱿鄳?yīng)的對比。在電力設(shè)計的過程中，由于電力需求的不同，補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)后期的電力使用進行回饋，對補償方案進行不斷完善，這也是為今后電力設(shè)計中電力補償自控方案經(jīng)驗進行擴充。

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

1 無功補償自控方案介紹

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)用電因其獨特的運作方式，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。使用電容補償?shù)姆桨缚梢詫⒐β适褂寐氏鄳?yīng)的提高，同時使得在供電過程中，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，補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)計無功補償自控方案中，包含有集中補償、分段補償和對點補償。集中補償是在大容量的電容器上對母線上進行電壓的補償，將原有的調(diào)相機進行同步調(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電力線路電壓進行補償。對于集中補償，在使用中，優(yōu)勢主要是在容量較小的情況下對電壓進行補償。方便了小功率下的電壓補償方案的實施。分段補償不同于集中補償只對單一電容的補償。在10Kv電力中，在安裝在戶外的架空線路上進行分段的無功補償，也是通過提高輸電的功率和無功損耗來對電力線路電壓進行補償。在具體的操作中，分段補償優(yōu)勢在于補償投資較少，成效較快，對于補償后的電壓也相對穩(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。對點補償是根據(jù)實際的輸電要求進行的具體補償方案，在用電設(shè)備附近直接進行無功補償。有效的將用電設(shè)備中的回路電壓控制在設(shè)計的范圍之內(nèi)。

2 無功補償自控方案選擇

在無功補償自控方案選擇中，首先要考慮的用電設(shè)備上的補償方式，對于使用的單片機電容控制的補償中，選擇合理的補償方案可以有效的保護電力線路的安全，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，也能夠在發(fā)現(xiàn)故障的情況下及時的對電路元件進行更換。對于造價方面的問題也是補償設(shè)備公路設(shè)計中必須考慮的問題。

在普遍的電力控制補償方案中，對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)計的范圍之內(nèi)，并根據(jù)實時脈沖的情況，形成電路的自我保護。當(dāng)補償?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，線路會自動啟動過壓保護，根據(jù)電力元件的控制來保證電力補償設(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償環(huán)境的精準(zhǔn)要求，故需要對補償方案進行不斷的完善。

圖一 電路補償流程設(shè)計

在發(fā)現(xiàn)了人力維修設(shè)備補償?shù)牟蛔阒帲托枰紤]使用智能自控的補償方案。現(xiàn)階段多采用單片機智能補償方案，在信號模塊的控制之下，機械設(shè)備自動執(zhí)行中央處理站的調(diào)控指令，在人機交換平臺中完成電力無功補償方案。單片機中的CMOS控制器的指令執(zhí)行中，控制率可達(dá)1MIPS/MHz，在一個調(diào)控周期中可以大幅度提高代碼運算的準(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，實現(xiàn)了無功補償?shù)闹悄懿倏匦阅埽ＷC了電力設(shè)備在使用中動態(tài)電壓的平衡。

在整套的單片機智能控制電壓補償中，信號處理是一項重要的任務(wù)，在完成對A/D信號循環(huán)轉(zhuǎn)換的過程中，對信號源中的數(shù)據(jù)進行樣本抽取，根據(jù)得到的信號在矩陣的條件下進行計算，計算的結(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)的分析來知道對線路電容器進行補償方案的選擇，最終以指令的形式下達(dá)給CMOS控制器進行合理的無功補償。

3 單片機控制下的無功補償自控方案

單片機控制下的無功補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，控制電路中信號的發(fā)射時間，通過縮短和延長發(fā)生器作用的時間來進行智能的控制，并且在接受信號之后，在譯碼后得到信號變化的趨勢，將單片機發(fā)射的信號進行放大，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行對接實現(xiàn)電容的補償。

圖二 單片機控制下的無功補償自控方案

例如，目前常用的WBB礦用隔爆型無功自動補償裝置就是由單片機為核心的控制器通過實時檢測電力系統(tǒng)無功功率和電壓、電流，分組投切電容器，實現(xiàn)無功功率的補償。裝置可實時顯示功率因數(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)。并可實時在線設(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)，用單片機控制電容的作用來限制單點電壓的輸出，并且在智能編程的條件下避免電力線路中出現(xiàn)誤動作的方式，進一步控制電路故障造成的不良后果。

在工作時，并不需要由中央處理進行控制，這樣一來，不僅可以更好的滿足補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)誤動作的問題，進而可以從根本上提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性而此系統(tǒng)的主要工作原理為：當(dāng)控制器在進行上電初始化之后，便會將INTO中斷予以打開，而在相電壓過零后，其過零檢測模塊會出現(xiàn)中斷觸發(fā)脈沖下降沿，這樣系統(tǒng)變開始進入到中斷系統(tǒng)當(dāng)中。

4 無功補償自控方案應(yīng)用比較

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

5 結(jié)束語

只有在選擇更優(yōu)化的無功補償設(shè)計方案，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，這對今后電網(wǎng)建設(shè)有著十分重要的現(xiàn)實意義、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)濟性、安全性等，進而再對電力系統(tǒng)的無功補償方案實施予以深入的研究，從而為今后電力系統(tǒng)設(shè)計提供更多有價值的參考。因此，在電力設(shè)計過程中，必須要確保所選的無功補償自動控制方案科學(xué)、合理。這對提升供電可靠性、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)計的經(jīng)驗進行分析，詳細(xì)對無功補償?shù)淖饔眉熬唧w任務(wù)做出詳細(xì)的介紹，并對無功補償?shù)淖钥胤桨高M行對比，目的是找到線路檢測中最為有效的辦法。

參考文獻

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