智能低壓無功補(bǔ)償綜合模塊在成套裝置中的應(yīng)用

韓雙喜 劉 立

[摘 要]近年來隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的進(jìn)行,智能無功補(bǔ)償技術(shù)在各地低壓配電網(wǎng)的公用配變被廣泛應(yīng)用,它集低壓無功補(bǔ)償、綜合配電監(jiān)測、配電臺區(qū)的線損計量、電壓合格率的考核、諧波監(jiān)測等多種功能于一身;同時還充分考慮了與配電自動化系統(tǒng)的結(jié)合。

[關(guān)鍵詞]智能低壓無功補(bǔ)償;綜合模塊;成套裝置應(yīng)用

近年來,隨著我國電力工業(yè)的不斷發(fā)展,大范圍的高壓輸電網(wǎng)絡(luò)逐漸形成,同時對電網(wǎng)無功功率的要求也日漸嚴(yán)格。電網(wǎng)無功功率不平衡將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓的巨大波動,嚴(yán)重時會導(dǎo)致用電設(shè)備的損壞。因此,研究無功補(bǔ)償及其部件的發(fā)展具有重要的社會和經(jīng)濟(jì)意義。

一、傳統(tǒng)無功補(bǔ)償

一般有三角形電力電容器、投切電容器專用接觸器、熱繼電器及保護(hù)熔斷器,低壓無功補(bǔ)償控制器等元件。在柜體內(nèi)部零散組裝而成。柜體體積龐大,內(nèi)部接線復(fù)雜,安裝接線耗時耗力、維護(hù)不方便,同時不利于生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、調(diào)試和可靠運(yùn)行。

所有的電容器只能有一個控制器控制投切,當(dāng)這只控制器損壞時,整個裝置就會停止動作,因此控制器的瓶頸效應(yīng)隱患比較大。

二、智能模塊的優(yōu)點(diǎn)

1.既可單機(jī)獨(dú)立補(bǔ)償,也可多機(jī)并聯(lián)補(bǔ)償;

2.可供補(bǔ)、可分補(bǔ),也可混合補(bǔ)償;

3.補(bǔ)償容量成倍增大;

4.消除控制器瓶頸效應(yīng);

5.過零投切開關(guān)技術(shù)先進(jìn);

6.具有諧波抑制功能。

三、目前應(yīng)用的智能無功補(bǔ)償設(shè)備狀況:

1.補(bǔ)償方式

(1)固定補(bǔ)償與動態(tài)補(bǔ)償相結(jié)合。隨著社會的發(fā)展,負(fù)載類型越來越復(fù)雜,電網(wǎng)對無功要求也越來越高,因此單純的固定補(bǔ)償已經(jīng)不能滿足要求,新的動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)能較好地適應(yīng)負(fù)載變化。

(2)三相共補(bǔ)與分相補(bǔ)償相結(jié)合。新的設(shè)備尤其是大量的電力電子、照明等家居設(shè)備,都是兩相供電,電網(wǎng)中三相不平衡的情況越來越多,三相共補(bǔ)同投同切已無法解決三相不平衡的問題,而全部采用單相補(bǔ)償則投資較大。因此根據(jù)負(fù)載情況充分考慮經(jīng)濟(jì)性的共分結(jié)合方式在新的經(jīng)濟(jì)條件下日益廣泛應(yīng)用。

(3)穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償與快速跟蹤補(bǔ)償相結(jié)合。穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償與快速跟蹤補(bǔ)償相結(jié)合的補(bǔ)償方式是未來發(fā)展的一個趨勢。主要是針對大型的鋼鐵冶金等企業(yè),工藝復(fù)雜、用電量大、負(fù)載變化快、波動大,充分有效地進(jìn)行無功補(bǔ)償,不僅可以提高功率因數(shù)、降損節(jié)能,而且可以充分挖掘設(shè)備的工作容量,充分發(fā)揮設(shè)備能力,提高工作效率,提高產(chǎn)量和質(zhì)量,經(jīng)濟(jì)效益大。

2.采用智能型無功控制策略

采集三相電壓、電流信號,跟蹤系統(tǒng)中無功的變化,以無功功率為控制物理量,以用戶設(shè)定的功率因數(shù)為投切參考限量,依據(jù)模糊控制理論智能選擇電容器組合,智能投切是針對星—角結(jié)合情況。電容投切控制采用智能控制理論,自動及時地投切電容補(bǔ)償,補(bǔ)償無功功率容量。根據(jù)配電系統(tǒng)三相中每一相無功功率的大小智能選擇電容器組合,依據(jù)“取平補(bǔ)齊”的原則投入電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)電容器投切的智能控制,使補(bǔ)償精度高。

(1)科學(xué)的電壓限制條件?？稍O(shè)定的過、欠壓保護(hù)值,可設(shè)置禁投(低谷高電壓)、禁切(高峰低電壓)電壓值,具缺相保護(hù)功能,以無功功率為投切門限值。

(2)可設(shè)置投切延時。延時時間可調(diào)(既可支持快速跟蹤無功補(bǔ)償,也可支持穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償),同組電容投切動作時間間隔可設(shè)置,對快速跟蹤補(bǔ)償可設(shè)置為零。

3.集成綜合配電監(jiān)測功能

綜合配電監(jiān)測功能集配電變壓器電氣參數(shù)測量、記憶、通信于一體,是一套比較完整的配電運(yùn)行參數(shù)測量機(jī)構(gòu),是低壓配電電網(wǎng)中考核單元線損的理想手段。它能隨時為電網(wǎng)管理人員提供所需要的各類數(shù)據(jù),是為電網(wǎng)的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供可靠的管理依據(jù),是配電電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的基本組成部分。主要功能如下:

實(shí)時監(jiān)測配變?nèi)鄶?shù)據(jù):電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率(1～3次諧波)。

累計數(shù)據(jù)記錄、整點(diǎn)數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計數(shù)據(jù)記錄功能,累計計量有功、無功電量。

查詢統(tǒng)計分析功能并根據(jù)輸入條件生成各種報表、曲線、棒圖、餅圖。

一般都配有相關(guān)的后臺處理軟件,大多數(shù)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多機(jī)操作與數(shù)據(jù)共享。

4.集成電壓監(jiān)測功能

根據(jù)電壓檢測儀標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行采樣與數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理,便于用戶考核電壓合格率,可用于電壓監(jiān)測考核。

5.集成在線諧波監(jiān)測功能

較好一點(diǎn)的監(jiān)測終端采用DSP作為CPU,應(yīng)用FFT快速傅立葉算法,可精確計算測量出電壓、電流、功率因數(shù)、有功及無功電量等配電參數(shù),還可以分析1～3次諧波,從而實(shí)現(xiàn)在線的諧波監(jiān)測功能,該數(shù)據(jù)可根據(jù)用戶要求在后臺軟件上進(jìn)行分析處理。

6.通信

某些功能較先進(jìn)的監(jiān)控終端充分地考慮了設(shè)備的可持續(xù)性使用,采用標(biāo)準(zhǔn)的RS232、RS485接口,可根據(jù)用戶要求特殊配置Modem、現(xiàn)場總線(Profibus)等,與配網(wǎng)自動化系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合。具體通信方式有以下幾種,或是其一或是多種方式的結(jié)合。

手工抄表:有線、無線、電卡等多種抄表方式。

直接通信:與配電自動化系統(tǒng)接口,為用戶提供了多種解決方案以適應(yīng)不同的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)與子站或主站的直接通信。

與FTU的通信:可通過FTU實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對多點(diǎn)采集,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳并與配電自動化系統(tǒng)接口與集抄系統(tǒng)的通信,通常采用載波或直聯(lián)。

四、模塊化結(jié)構(gòu)

當(dāng)前應(yīng)用較廣的模塊化設(shè)計結(jié)構(gòu),將電容器、投切開關(guān)、保護(hù)集成在一個單元內(nèi),形成多種容量規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化單元,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)與功能的模塊化形成滿足不同用戶要求的系列產(chǎn)品,同時還便于各種裝置在使用現(xiàn)場的維修與調(diào)整。

總之,隨著科技的快速發(fā)展進(jìn)步,高科技企業(yè)的增加,電力企業(yè)在如何更好地滿足用戶不斷提高的需求的同時,還要對用戶電網(wǎng)進(jìn)行更全面的管理、監(jiān)控,在這個過程中,將有各種新技術(shù)、新設(shè)備發(fā)展起來,未來的無功補(bǔ)償技術(shù)將會更加經(jīng)濟(jì)有效?！?編輯/永安)