低壓電力無功補(bǔ)償單片機(jī)控制技術(shù)

李雪華

【摘要】在電力生產(chǎn)中，發(fā)電機(jī)輸出的功率普遍包含有功功率和無功功率兩種。本文根據(jù)電壓無功補(bǔ)償技術(shù)實(shí)際運(yùn)行情況，在低壓無功自動(dòng)補(bǔ)償中存在問題的基礎(chǔ)上，對無功補(bǔ)償方式的選擇、智能無功補(bǔ)償方案做了簡單研究，旨在提高電力供應(yīng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。

【關(guān)鍵詞】電壓；電力無功補(bǔ)償；單片機(jī)；控制技術(shù)

近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對電能的需求量不斷上升，電力供應(yīng)穩(wěn)定性也成為人們關(guān)心的焦點(diǎn)。在這種社會(huì)背景下，作為電力穩(wěn)定的關(guān)鍵——電力無功補(bǔ)償裝置受到業(yè)界的重視，成為電力部門工作重點(diǎn)。過去，一直都是以51系列單片機(jī)作為無功補(bǔ)償控制方案，也取得了突出的成果，但在近年來由于該設(shè)備問題較多，嚴(yán)重影響了安全性、穩(wěn)定性，不僅給電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益帶來威脅，甚至威脅到電力用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，在工作中我們該怎么去解決低壓電力無功補(bǔ)償單片機(jī)控制技術(shù)問題已成為研究重點(diǎn)，這對保證供電安全穩(wěn)定運(yùn)行有著積極意義。

一、傳統(tǒng)低壓無功自動(dòng)補(bǔ)償問題

在電網(wǎng)運(yùn)行當(dāng)中，因?yàn)榇罅康姆蔷€性負(fù)載運(yùn)行而產(chǎn)生功率之外的消耗被廣泛稱之為無功功率，這種消耗是通常都是電流在經(jīng)過電線線路、變壓器的時(shí)候引發(fā)的，因此該功率一般都是電網(wǎng)的級(jí)數(shù)越低，消耗量就越大。新世紀(jì)，我國工農(nóng)業(yè)越拉越發(fā)達(dá)，家用電器事業(yè)也在迅速進(jìn)步，這種時(shí)代背景下社會(huì)供電需求量不斷增高，社會(huì)電能供需矛盾越來越突出，這其中無功損耗占據(jù)重大比例。因此，要想實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的快速增長，節(jié)點(diǎn)、節(jié)能且做好無功補(bǔ)償已經(jīng)成為必不可少的重要舉措。但就我國目前常用的低壓無功自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)分析，其中問題較多，具體表現(xiàn)在以下方面。

1、無法實(shí)現(xiàn)電容器溫度、三相平衡保護(hù)及檢測要求

低壓無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置是目前無功損耗的主要預(yù)防措施，它在電力系統(tǒng)中有效的預(yù)防了電力無功損耗的發(fā)生，但是在環(huán)境溫度、諧波、自身溫度以及漏電方面還存在一定的不足之處，因此在低壓無功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用中，我們需要將過溫度保護(hù)作為研究重點(diǎn)。但是傳統(tǒng)的低壓無功補(bǔ)償自動(dòng)裝置在應(yīng)用中除了能實(shí)現(xiàn)電容器溫度保護(hù)、三相不平衡保護(hù)外，對其他溫度和原件的保護(hù)能力較差，因此要求工作人員在工作中必須有過硬的操作技術(shù)，而且還要具備高標(biāo)準(zhǔn)的素質(zhì)。

2、可調(diào)節(jié)性差

傳統(tǒng)的低壓無功補(bǔ)償自動(dòng)裝置在產(chǎn)品完成投入使用之后，要想對容量、電壓允許量等進(jìn)行調(diào)整非常困難。但是在許多特殊的工作場所，低壓無功補(bǔ)償自動(dòng)裝置需要結(jié)合實(shí)際情況來不斷調(diào)整電容量、電壓允許量。因此，在后續(xù)建設(shè)的低壓無功補(bǔ)償自動(dòng)裝置在應(yīng)用的時(shí)候，必須要對無功補(bǔ)償裝置的容量進(jìn)行大范圍調(diào)整。

3、控制精度低

傳統(tǒng)的低壓無功補(bǔ)償自動(dòng)裝置在應(yīng)用之中，存在顯著的控制難度大、工作效率低的特點(diǎn)，同時(shí)控制精度也非常低，這令電容器在切斷的時(shí)候容易引發(fā)較大的涌流，使系統(tǒng)電壓瞬間增高，給電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性造成威脅。

二、無功功率補(bǔ)償方式的選擇

所謂的無功功率補(bǔ)償主要指的是在電力系統(tǒng)中利用電容器產(chǎn)生超前無功率電波和用電負(fù)載產(chǎn)生的滯后無功電流來相互補(bǔ)償，這個(gè)時(shí)候如果選擇合理，那么這兩種電波能夠相互補(bǔ)償、相互配合，進(jìn)而避免對外產(chǎn)生無功率的現(xiàn)象。這樣也有效的保證了發(fā)電、供電和用電設(shè)備的電力使用功率，最大程度上發(fā)揮電能功能。具體來說，目前的無功補(bǔ)償方式主要包含有低壓分組補(bǔ)償、無功就地補(bǔ)償和高壓分組補(bǔ)償三種。

1、分組補(bǔ)償

低壓分組補(bǔ)償主要指的是根據(jù)各電力部門的用電量為基礎(chǔ)，以用電荷載為中心對局部用電進(jìn)行的無功補(bǔ)償方式。這種無功補(bǔ)償是將電容器安裝在用電區(qū)域的變電所旁邊的線路上，使無功電力被限制在一個(gè)極小的范圍之內(nèi)，以此來降低高壓側(cè)線路與變壓器之間形成的損耗。但是在低壓電線中，這種補(bǔ)償裝置效果不佳。

2、集中補(bǔ)償

集中補(bǔ)償作為專門為供電部門服務(wù)的一種補(bǔ)償方式，它在補(bǔ)償中是通過高壓區(qū)域的變電站安裝一個(gè)大容量的高壓電容器，通過集中向各分組無功補(bǔ)償位置提供無功功率，從而增加無功補(bǔ)償速度。但是這種補(bǔ)償方法無法減小用電單位內(nèi)部的無功損耗情況。

3、無功就地補(bǔ)償

無功就地補(bǔ)償也就是我們常說的無功補(bǔ)償，這種補(bǔ)償裝置是在原來集中補(bǔ)償、分組補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上產(chǎn)生的一種補(bǔ)償新方法，它在應(yīng)用中將電容器在離得感性負(fù)載較近的位置，這樣就可以直接進(jìn)行無功補(bǔ)償，從而將無功電流控制在需要的范圍之內(nèi)，有效的消除了無功電流在高地點(diǎn)網(wǎng)上的胡亂流動(dòng)。

4、變壓器補(bǔ)償

變壓器無功補(bǔ)償是過去一直被人們忽視的問題，但隨著社會(huì)用電量的不斷增加，大型變壓器不斷普及，在這種變壓器使用的時(shí)候經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些小負(fù)荷情況，為了消除變壓器小負(fù)荷的出現(xiàn)，我們應(yīng)該從技術(shù)上、設(shè)備上采取有關(guān)補(bǔ)償方法。如果變壓器在運(yùn)行中采用一次側(cè)僅補(bǔ)償方式，必然會(huì)讓變壓器在長期運(yùn)行中工作效率逐漸降低，這不僅造成投資費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用的大大上漲，而且給電力企業(yè)工作造成新的困擾。因此在變壓器二次側(cè)近補(bǔ)償技術(shù)當(dāng)中，如果沒有采用長期手動(dòng)補(bǔ)償方式，那么工作人員在工作之余必須要精打細(xì)算，科學(xué)的制定補(bǔ)償方案。綜上種種因素，變壓器兩側(cè)的補(bǔ)償裝置添加至關(guān)重要，在變壓器兩側(cè)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候，應(yīng)當(dāng)設(shè)置出一個(gè)取樣點(diǎn)，并且在取樣的同時(shí)做到變壓器一側(cè)無功補(bǔ)償，有效的控制變壓器自動(dòng)無功補(bǔ)償參數(shù)。

三、無功補(bǔ)償方案的實(shí)施

無功補(bǔ)償方案的設(shè)置是保證發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，它是在傳統(tǒng)無功補(bǔ)償電容器的基礎(chǔ)上形成的，本身具備經(jīng)濟(jì)靈活、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、調(diào)節(jié)便捷的優(yōu)勢，因而在目前各行業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。但時(shí)至今日我們采用最多的仍然是無功補(bǔ)償為主。我們在此項(xiàng)研究中無功補(bǔ)償柜的配電體系需要就地補(bǔ)償，微機(jī)控制低壓在安裝中同電容器相連接，根據(jù)用戶本身因數(shù)的波動(dòng)來進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，讓整個(gè)發(fā)電機(jī)內(nèi)部的功率達(dá)到一定的設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)功率穩(wěn)定、平衡要求。在配電變壓器損耗控制中，我們在電壓基準(zhǔn)發(fā)生變動(dòng)的時(shí)候，對無功補(bǔ)償裝置也要給予處理，并及時(shí)的利用單片機(jī)等其他輔助設(shè)備對這些原件變化情況進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)功率的及時(shí)補(bǔ)償，并改變投切組數(shù)來改變無功電流大小而達(dá)到改變無功的目的。

四、結(jié)論

近年來，隨著科技的進(jìn)步，無功補(bǔ)償技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮出重大作用，也取得了輝煌的成績，尤其是51系列單片機(jī)控制的低壓電力無功補(bǔ)償。但是受到外界環(huán)境因素的影響，51系列單片機(jī)控制在低壓無功補(bǔ)償系統(tǒng)中還存在眾多問題，需要我們在未來工作中認(rèn)真分析和總結(jié)，并不斷結(jié)合新技術(shù)加以革新，這對保障電力系統(tǒng)的可靠性具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

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