电气自动化中的无功补偿技术分析

牛珍菊

（身份证号：130124197604221224）

电气自动化中的无功补偿技术分析

牛珍菊

（身份证号：130124197604221224）

本文介绍了无功补偿的基本要求，对常见的几种无功补偿装置进行了分析，并提出了无功补偿的选择策略。

电气；自动化；无功补偿技术

1 无功补偿设计的基本要求

在电气自动化系统设计过程中，要就系统的变压器台数和容量、电力拖动设备的类型等问题，以降低线路感抗、提高线路功率因数为出发点进行优化选型。同时，在相关要求允许的情况下，应该尽可能采用同步电动机或者对设备采取空闲工作制来提高用电企业的自然功率因数。当采用提高用电企业自然功率因数的方法仍难以凑效时，就要借助于无功补偿装置来完成。目前，应用最多的是在线路上并联电容器组的方法，而具体补偿时应该遵循平衡补偿的原则。具体的来说有以下几点：①电容器的选择要以无功负荷的电压等级为依据，对于低压无功负荷，要用低压电容器补偿，而对高压无功负荷，要采用高压电容器补偿。②对于持续运行且容量较大而平稳的负荷，当无功计算值超过100kVar时，宜在无功负载附近进行就地补偿，并且要保证补偿装置能与线路设备同步通断电。③对基本无功负荷进行补偿时，应采用在配变电所内实施集中补偿，并且应该采用具有自动调节功能的补偿装置，以避免因补偿过度而导致的无功负荷倒送现象发生。

2 无功补偿装置的常见形式

在需无功补偿的线路中并联电力电容器组是当前最为常用而且有效的无功补偿手段之一，在形式上主要有MSC无功补偿装置、TSC无功补偿装置和MSC+TSC无功补偿装置等。

2.1 MSC无功补偿装置

MSC无功补偿装置的电容器组投切主要通过机械式开关来实现，并且MSC无功补偿装置有自动检测系统，可以通过采样获知线路的无功需求，从而控制交流接触器对分组后的电容器进行手动或自动投切。

2.2 TSC无功补偿装置

TSC无功补偿装置是针对MSC无功补偿装置投切动作的合闸涌流问题进行有益改进的装置，并且该装置在投切控制上引入了机电、微机控制技术，投切回路也将交流接触器用晶闸管代替，使其在投切整体性能上得到了大大的提升。TSC无功补偿装置通过自动控制器对线路的无功电流实施快速检测，并对检测结果进行对比和判定，然后根据判定结果形成编码方式的通断信号，并以此信号作为晶闸管的控制信号来源，从而达到对电力电容器组投切控制的目的。

2.3 MSC+TSC无功补偿装置

MSC+TSC装置在MSC无功补偿装置和TSC无功补偿装置的基础上进一步改造，该装置同时采用了这两种补偿装饰所使用的交流接触器和晶闸管，并是这两种开关器件并联与投切回路中，这样就使得该装置具备了后两种装置的优越性而克服了他们的缺点。MSC+TSC装置在工作原理上与TSC无功补偿装置相同，在工作方式上以过零触发电路形成的触发信号实现对晶闸管的通断控制。MSC+TSC装置即解决了TSC装置的发热问题，同时又消除了交流接触器进行电容器投切时产生的合闸涌流，使得补偿效果更具优势，在无功补偿领域得到了得到了广泛的应用。

3 无功补偿装置的选择策略

在无功补偿装置的选用上，要以对电力用户的用电设备负荷特性的渗入分析为依据，并结合各种无功补偿装置的固有特性，来综合考虑，从而实现对无功补偿装置的优化选择。具体的选用策略主要有三个方面：

3.1 MSC装置的选择

MSC装置主要可以用于设备连续运行的工况企业，且该用电单位的负荷特性应该具备负载平稳和功率因数变化幅度不大的特点，在补偿方式上，宜采用安装于低压配电侧的集中补偿方式。

3.2 TSC装置的选择

TSC装置由于其对冲击性负载的反应灵敏，因此可以应用于具有大量冲击性负载，负荷电流的瞬时变化较频繁且变化幅度较大的用电场所。因为在这种情况下如果使用MSC装置，就有可能导致电容器组无法迅速投入，或造成电容器、交流接触等烧毁事故，而要是采用TSC装置进行无功补偿，就可以大大的改善这种状况。

3.3 MSC+TSC装置的选择

MSC+TSC装置主要广泛的应用于大型居民区、商场或写字楼等场所，主要是因为这些用电系统中含有诸如电梯、中央空调等运行波动较大的大量的单相负载，对于这类负载采用MSC+ TSC装置进行混合补偿，可以获得良好的补偿效果。比如某写字楼原来采用MSC装置进行无功补偿，由于写字楼的电梯频繁使用，使得MSC无功装置频繁投切，导致其交流接触器故障频发，维修工作量很大，因此根据其负载特点对补偿系统采用MSC+ TSC装置改造。同时考虑到该写字楼内有大量的电脑、打印机等设备，在进行补偿装置改造时在补偿回路中串联了0.5%的电抗器。经过详细计算每台800kVA的变压器需要补偿容量为270kVar，其中210kVar用于三相共补，60kVar用于三相分补。通过此次改造后补偿系统运行效果良好，功率因数达到了0.9以上。

4 小结

总之，由于电气自动化系统设备中的单相电力牵引力负荷的复杂变化以及其非线性因素增强，使得无功补偿技术成为电力部门研究和探索的重要课题。而现有的MSC、TSC和MSC+TSC装置在不同的场所具有各自应用的优势和特点，同时也存在着一定的短板和缺点，因此在具体应用中要以“全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”的原则，通过实际情况分析来优化使用，从而使MSC的静态补偿和TSC的动态补偿相得益彰，最终实现提高电气自动化系统功率因数和节能降损的目的。

[1]金永旺.对无功补偿技术在电气自动化中的应用分析[J].科技论坛，2012（14）.

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2015-7-26