智能低壓無功補償裝置的設計與實現

電力網在運行時，電源供給的無功功率是電能轉換為其它形式能量的前提，它為電能的輸送、轉換創造了條件。在電力系統輸送電能的過程中，無功功率不足，將使系統中輸送的總電流增加、使變壓器的出力減少、供電線路及系統設備有功功率損耗增大、線路末端電壓下降；而對于電力用戶來說，過多地從電網中吸取無功，不僅使電網電能質量下降，也影響自身的用電和生產，使企業效益下降，甚至招致罰款。因此，為了減少無功的損失和避免其在電網中的不當流動，必須進行無功補償。而據統計，10 kV以下電壓等級的網損約占整個網損的50％以上，其中又以配電變壓器和用戶感性負荷所消耗的無功損耗為重點，所以，將無功補償的重點放在380 V電壓等級的配電變壓器和低壓用戶處是行之有效的降損節能措施。

1 智能低壓無功補償裝置的結構

智能低壓無功補償裝置主要由無功補償控制器、智能投切開關、低壓電容器等元器件組成。采用一系列國內領先的技術和最新的電子元器件及新型的機電一體化的智能復合開關，集電網監測與無功補償于一體，不但可以補償電網中的無功損耗，提高功率因數，降低線損，從而提高電網的負載能力和供電質量；同時還能夠實時監測電網的三相電壓、電流、功率因數等運行數據，可完成對整個低壓配電線路的監測、分析處理、報表輸出等綜合管理，為低壓配電線路的科學管理提供第一手的可靠數據。其原理圖見圖1。

圖1　智能低壓無功補償裝置原理圖

利用雙向反并聯的晶閘管與磁保持開關組成的智能復合開關投切電力電容器。當斷路器HS閉合后，控制器開始工作，對無功電流（功率因數）進行計算監測，當無功電流I_q值增大到設定值時，控制器對指定的復合開關輸出過零觸發脈沖使之導通將電容器投入運行，直到功率因數逼近設定值，當無功電流I_q值下降到低于設定值時，控制器停發觸發脈沖信號而將電容器退出，以免電壓過高。其工作流程見圖2。

圖2　智能低壓無功補償裝置工作流程圖