動態無功補償的原理和實現

張偉斌

摘 要 在電力系統中，電氣設備大多為感性負載，增加了電力系統的無功吸收。我們一般采用的提高電路功率因數的方法為并聯電容器。其原理即是利用電容與電感中的無功功率的互補性，減少電源與負載交換的無功功率。隨著無功補償技術的成熟，越來越多的耗電大戶采用無功補償裝置來合理利用系統能量。

【關鍵詞】無功補償 電容器 中性點 動態

基于用戶與各個部門要求越來越高的用電質量影響下，針對電網跟用戶而言，無功動態補償顯得非常關鍵。借助無功補償，可以實現低壓電網功率因素的提升，進而實現降低能耗的目標。下面，筆者分析了無功動態補償的基本方式、原理、實現策略。

1 動態無功補償的基本方式

動態無功補償設備借助電容器組與感性元件實時地調整無功，其中改變的感性無功，即系統當中提供或者是結合應用場合的特征添加于無功補償系統由感性元件提供，而對于固定容量的容性無功而言，其是由電容器組提供的。幾組電容器以及感性元件一起實現并聯，基本等容量跟電容器組分別是一個開關。這樣不但能夠對輸出的容量進行控制，也能夠投切進行控制，電容器容量不可調，屬于固定投切的。容性無功被一系列的電容固定地進行投入，這樣跟系統感性無功相比，剩余的容性無功形成，并且剩余無功可以進行動態性地補償。主控制器結合系統電流以及系統電壓對實時無功進行有效地計算，且結合大范圍無功投切電容與小范圍無功調節角度來補償系統的無功。

2 動態無功補償控制的原理分析以及實現策略

動態無功補償設備的實現方式是結合系統的工作現狀與實時無功進行。結合系統的無功，控制系統能夠對一系列的電容組進行控制，從而使基本的目標——恒定無功的控制對策實現。控制系統能夠結合面板的旋鈕開關各自處在異樣的狀態當中。系統能夠獨立運行兩種狀態，即所謂的自動運行以及手動運行狀態。

作為一種半自動狀態的手動運行狀態來講，控制器結合系統的無功功率，在自動地進行調整之后可以將無功功率有效地發出，然而，用戶能夠結合系統的無功對電容進行自動地投切。工作過程中可控硅可以導通的最小角度是Θmin，而最大角度是Θmax，其也體現了可以發出的最大感性無功以及最小感性無功。在母線欠壓或者是過壓的現狀之下，被看作故障且對脈沖進行有效地封鎖。

在自動運行狀態之下，控制器部件在進行自動調整之后可以將無功發出，而且能夠投切電容組，從而投切電容組，最終使大范圍的無功調節實現。

倘若Θ=Θmin且Nc≥1，以及Qs-Qt<-A%*Qc，且不間斷地保持t>Tc的時間，那么切下一組電容器，即Nc=Nc-1。

倘若Θ=Θmax且Nc≤Nmax以及Qs-Qt>-A%*Qc，且不間斷地保持t>Tc的時間，那么投入一組電容器，即Nc=Nc+1。

基于自動化工作的現狀之下，倘若母線欠壓或者是過壓，也就是U>Ugy或U

可控硅導通角度是Θ，系統的實時無功是 Qs，工作過程中電容組的投入數目是Nc，也能夠設置其他一些參數，其具體含義如下所示：

給定的最大相角： Θmax，即工作過程中可控硅不禁止的最大導通角度。

給定的最小相角： Θmin，即工作過程中可控硅不禁止的最小導通角度。

欠壓門限值是Uqy以及過壓門限值是Ugy。

Qt：系統目標的無功數值，其決定因素是最小無功與最大無功，要么是通過目標無功進行設置。

Qc：電容器組容量。

A：投切彈性系數。

Tc：投切去抖時間。

Nmax：最大電容器組數。

倘若場地開關跟一系列的電容器對應一開關，那么這種情況下的電容器組屬于循環的投切，如此一來，能夠均勻地應用一系列的電容器，從而使開關與電容器的應用年限延長。能夠結合場地現狀（電容充放電時間）靈活地設置投切去抖時間，如此一來，能夠有效地防止電容開關頻繁地進行動作。

3 結語

總而言之，無功補償可以實現電網系統的大大優化，從而提升電能應用率與電壓質量。為此，將無功補償應用于配電網當中，屬于一項建設意義的節能對策。針對各種無功功率來講，應當結合其具體的應用原理，選用異樣的無功補償設備與方法，從而實現無功功率因數的提升，最終大大地降低用戶端、配電變壓器損耗的降低。

參考文獻

[1]王正風.無功功率與電力系統運行[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]申鳳琴.電工電子技術及應用[M].北京：機械工業出版社，2008：52-61.

作者單位

河鋼集團宣鋼檢修公司 河北省張家口市 075100