一種感性無功補償設備的容量試驗裝置

王朋　黃啟哲　鄧春明　韋濤（.武漢大學工學部電氣工程學院，湖北武漢 43007；.廣西電網有限責任公司河池供電局，廣西河池 547000）

一種感性無功補償設備的容量試驗裝置

王朋1黃啟哲2鄧春明2韋濤2
（1.武漢大學工學部電氣工程學院，湖北武漢 430072；2.廣西電網有限責任公司河池供電局，廣西河池 547000）

本文提出了一種感性無功補償設備的容量試驗裝置，調壓器起始輸出電壓較低，以保證試驗工作安全，可投切的補償電容器組包括相互并聯的多個電容支路，每個電容支路由一個電容與一個投切開關串聯組成。本試驗電源容量小、經濟性好、實用、應用廣泛，也可用于對大容量無功功率設備的容量試驗。

無功補償 容量試驗 固定電容器

【Abstract】This paper presents a perceptual capacity test device for reactive power compensation equipment，the initial low output voltage regulator to ensure work safety test，for the entire compensation capacitor group including mutual and the multiple capacitance，each capacitor support routing a capacitance and a complaints all switch series. The pilot power capacity is small，economical，practical，and wide range of applications； it can also be used for the mass reactive power equipment capacity test.

【Keywords】reactive power compensation； capacity test；the fixed capacitor

1　引言

隨著無功補償裝置在電力系統中的廣泛應用，其運行的安全性和穩定性極為重要，對這類裝置進行容量試驗是十分有效的手段之一。目前，最常見的容量試驗是變壓器和固定電抗器空載和負載試驗，變壓器短路試驗是在短路條件下對變壓器進行負載損耗試驗，試驗所需試驗裝置容量大大低于被試變壓器容量。如：對短路電抗為7%的變壓器做負載損耗試驗，所需電源容量可取為被試變壓器額定容量的7%。與變壓器、固定電抗器相比，連續可調無功補償設備具有容量可變的特點，對其進行的一些試驗比電力變壓器、普通電抗器要復雜的多。因此，利用現有變壓器、電抗器試驗設備和試驗方法對大容量的感性無功補償［1-3］設備進行容量試驗［4-5］是十分困難的。

鑒于上述存在的問題，本文提供一種試驗電源容量小、經濟性好、實用的電力系統中感性（電抗器）無功補償設備的容量試驗裝置。此外，該裝置也可用于對大容量無功功率設備的容量試驗等項目，且該裝置的原理并不限于感性無功功率，因此應用廣泛。

2　感性無功補償設備的容量試驗裝置原理介紹

如圖1所示，本文提供了一種電力系統中感性無功補償設備的容量試驗裝置，包括調壓器（10）、調壓器輸出的電流電壓測量單元、升壓變壓器、補償電容器組（中C1、C2…Cn）、試驗電流測量單元、試驗電壓測量單元和 高壓電容分壓器。

交流電源通過調壓器提供連續可調電壓，經升壓變將電壓升高至額定電壓，升壓變的高壓側接可投切補償電容器組序列和被試品。在調壓器的輸出側接入電流和電壓測量單元，升壓變的高壓側接有電流、電壓測量單元，被試品支路串入試驗電流測量單元。

以可投切的補償電容器組為例說明具體步驟：試驗前，將調壓器輸出電壓調至零位或最小，將小于電源額定容量的一組電容器并入回路。接通電源后，調節調壓器，使升壓變電壓升至試驗電壓，此時，試驗電路中流過的電流僅為補償電容電流。

接通試驗電源后，調整感性無功補償設備的補償容量，抵消部分電容電流，使調壓器回路電流最小。當調壓器回路電流達到最小后再慢慢將調壓器輸出電壓升高，在升壓過程中不斷觀察調壓器回路電流值。若調壓器回路電流將要接近允許值時，再調整被試品的補償容量，與補償電容容量接近，此時可觀察到調壓器回路電流逐漸回落至最小值。當調壓器回路電流最小時，再將升壓變的輸出電壓升高并重復上面的調壓過程，直至被試品端電壓達到額定值。

為確保在各試驗設備的電流在允許值范圍內，使電抗器在額定電壓時達到額定容量，采用固定電容組補償，通過調壓器和感性無功補償設備輸出容量的反復調節，配合按序列分組投切電容器組的方法來實現。有必要在額定電壓、額定頻率下，按照上述方法分別調節感性無功補償設備的補償容量5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%的額定電流，驗證設備的動態補償特性。

圖1中所示的補償電容器是根據被試品容量的一定比例取值。取值的具體方法比較靈活，希望能組合產生的電容補償級數多一些，但是綜合考慮到系統復雜性以及經濟性的問題。常采用二進制方案，即各電容組的電容分別取值為C、2C、4C……。如果組數為k，例如k=3，共三組，則三組電容組合可得到0、C、2C、3C、4C、5C、6C、7C共8種總電容值，即2k=23=8種，電容值調控量相差7倍。另一種方案是k組中一組電容為C，其他各組都是2C，這時若k=3，則三組電容組合共得到2k=6種總電容值：0、C、2C、3C、4C、5C，電容值調控量相差5倍。這種方法調控量較小，且調控電容值時投、切電容較簡單。

3　結語

本文提出了一種感性無功補償設備的容量試驗裝置，調壓器輸入端連接交流電源，輸出端輸出連續可調電壓；升壓變壓器輸入端與電壓和電流測量單元串聯后連接調壓器的輸出端，該升壓變壓器用于將調壓器的輸出電壓升高以達到感性無功補償設備的額定電

……

……壓；升壓變輸出端分別并聯可投切電容器組和感性無功補償設備，感性無功補償設備支路串聯電流測量單元；在升壓變的高壓側并聯高壓電容分壓器（或電壓互感器）。本試驗電源容量小、經濟性好、實用、應用廣泛，也可用于對大容量無功功率設備的容量試驗。

［1］李楠楠.加強無功補償管理降低電力網的線損［J］.電子技術與軟件工程，2013（23）：169-169.

［2］白路.基于DSP的晶閘管控制電抗器（TCR）裝置的研制［D］.華北電力大學（河北），2004.

［3］王寶安，金麗莉，羅亞橋，等.基于磁控電抗器的動態無功補償裝置［J］.電力自動化設備，2010（4）：97-100.

［4］江鈞祥，蔡富強，蔡金存，等.低壓電容無功補償裝置不宜頻繁投切［C］.中國電工技術學會電力電容器學會學術年會，2003.

［5］魯亞男，陳豪，劉廣寧.發電廠啟備變低壓側無功補償裝置改善空載功率因數的研究［J］.城市建設理論研究，2013（12）.