关于电力自动化补偿技术探析

张心刚 邢金丽 邢立强

【摘要】随着电力电子技术的飞速发展，集成多功能的智能电力自动补偿装置得到了广泛应用。无功补偿装置有助于减少线路中的電能损耗，改变线路传输状态，进而优化电能传输的功能。本文通过阐述无功补偿相关技术，进而对电力线路无功补偿技术存在问题进行剖析，并找出相应解决办法。

【关键词】电力自动化；无功补偿；技术分析

从现如今的电力自动化补偿技术的应用过程中可以看出，由于补偿方式比较多，可以在不同类型的电力系统中得以应用。这种补偿方式从某种程度上避免了传统电力自动化补偿系统的局限。可以在三相和两相的供电中进行应用。这种补偿方式不仅操作简单而且效果突出，因此，在电力系统运行的过程中应用范围较广。

1、电力系统无功补偿技术要点

1.1确定补偿容量 作为自动补偿装置其最关键的技术参数是补偿容量，它是智能补偿的基础性数据，直接关系到补偿装置的性能。补偿容量数据确定由供电和使用负荷的情况确定，这其中需要采集系统的电压和电流数据，并经过一定计算得到补偿容量。只有准确确定了补偿容量，系统才能实现正常运行。通过确定最合适的补偿点，选择最优化计算方法计算最佳补偿点，从而选取最合适的补偿容量，保证装置的可靠运行。

1.2常规补偿方式的选择 补偿方式一般分为共补、分补、综合补偿（共补与分补）。一般系统需要的补偿容量>60kvar，采用综合补偿方式。选择合适的补偿方式，既能提高电网运行效率，又能保证电压质量、降低网损。

1.3系统补偿级数的选择 利用合理的方法，选择合适的补偿级数，使系统达到最合理状态的同时又能节约成本。补偿级数越多，虽然系统补偿精度越高，但却大大增加运行的成本。因此并不是系统补偿级数越多越好而是应根据系统需要综合考虑系统的补偿级数。

1.4系统投切方式 系统的投切应根据电容器安装容量比、再结合补偿容量等利用软件控制自动选择。使用此种方法应根据需要尽可能减小装置体积，简化结构、增加可靠性。在选择投切方式的时候，与补偿级数的确定进行有效的结合，是整个系统保持平衡，达到最优化。

2 智能无功补偿技术分析

2.1 补偿方式。

2.1.1 固定补偿与动态补偿相结合。随着社会的发展，负载类型越来越复杂，电网对无功要求也越来越高，因此单纯的固定补偿已经不能满足要求，新的动态无功补偿技术能较好地适应负载变化。

2.1.2 三相共补与分相补偿相结合。新的设备尤其是大量的电力电子、照明等家居设备，都是两相供电，电网中三相不平衡的情况越来越多，三相共补同投同切已无法解决三相不平衡的问题，而全部采用单相补偿则投资较大。因此根据负载情况充分考虑经济性的共分结合方式在新的经济条件下日益广泛应用。

2.1.3 稳态补偿与快速跟踪补偿相结合。稳态补偿与快速跟踪补偿相结合的补偿方式是未来发展的一个趋势。主要是针对大型的钢铁冶金等企业，工艺复杂、用电量大、负载变化快、波动大，充分有效地进行无功补偿，不仅可以提高功率因数、降损节能，而且可以充分挖掘设备的工作容量，充分发挥设备能力，提高工作效率，提高产量和质量，经济效益大。

2.2 投切方式。

在选择正确的投切方式的过程中，主要是以投切开关的明确为主，具体来说，投切开关主要有以下几种类型：过零触发固态继电器，这种继电器的特点就是反应相对较快，在具体的应用中可以对电网实现无冲击和无涌流，而且使用寿命相

对较长。但是这种开关形式存在着一定的污染，而且能耗量较大。目前运用比较普遍；机电一体化智能复合开关，该开关是由交流接触器和固态继电器并联运行，综合两种开关的优点，既实现了快速投切，又降低了功耗。目前主要由于成本及可靠性原因应用较少；机电一体化智能型真空开关，该开关采用低压真空灭弧室及永磁操作机构，可实现电容过零投切，还可适应电容器串联电抗器回路的投切，

寿命长，可靠性高，目前正在实现商品化。

2.3 采用智能型无功控制策略。

采集三相电压、电流信号，跟踪系统中无功的变化，以无功功率为控制物理量，以用户设定的功率因数为投切参考限量，依据模糊控制理论智能选择电容器组合，智能投切是针对星-角结合情况。电容投切控制采用智能控制理论，自动及时地投切电容补偿，补偿无功功率容量。根据配电系统三相中每一相无功功率的大小智能选择电容器组合，依据“取平补齐”的原则投入电网，实现电容器投切的智能控制，使补偿精度高。

2.3.1 科学的电压限制条件。可设定的过、欠压保护值，可设置禁投（低

谷高电压）、禁切（高峰低电压）电压值，具缺相保护功能，以无功功率为投切门限值。

2.3.2 可设置投切延时。延时时间可调（既可支持快速跟踪无功补偿，也

可支持稳态补偿），同组电容投切动作时间间隔可设置，对快速跟踪补偿可设置为零。

2.4综合配电监测功能。

输配电网变压器的参数测量储存以及通信。是目前情况下比较先进的检测功能，可以有效的测试单元线损。安全系数较高，是配电电网自动化的基本条件。

其功能主要有：对配变三相数据进行实时监测，其中包括输变流和电压，在线谐波，功率因数以及频率等。（1）其中，电压监测功能是利用相应的电压检测仪器进行取样和数据的分析处理，可以提高住户的电压的质量，对其实行严格的考核检测。电压监测的实施是综合配电功能使用的第一步。（2）在线谐波监测采用DSP 作为监测终端，依据一定的方法就可准确的测量和计算出输变电压和功率因数等参数。可以通过1～3 次谐波分析来实现在线谐波的监测作用，可以通过后台完成数据的处理。（3）在某些监控终端上采用标准的接口，比如RS485 等，目的是实现其可持续发展.

2.5 通信

通信方式包括：手工抄表，直接通信和与FTU 的通信。手工抄表方式很多，并且掌握。直接通信是将其与配电自动化系统连接，可以直接给用电住户提供很多解决电力问题的方案；与FTU 的通信其目的是为了从实现电能数据的一点对多点采集。某些功能较先进的监控终端充分地考虑了设备的可持续性使用，采用标准的RS232、RS485 接口，可根据用户要求非凡配置Modem、现场总线等，与配网自动化系统有机结合。

2.6 模块化结构。

当前应用较广的模块化设计结构，将电容器、投切开关、保护集成在一个单元内，形成多种容量规格的标准化单元，其特点是结构与功能的模块化形成满足不同用户要求的系列产品，同时还便于各种装置在使用现场的维修与调整。

结束语

智能跟踪自动无功补偿装置通过补偿系统无功容量，进而提供系统的电压稳定性，保证电能质量，减少系统损耗，为电力系统的运行提供支持。同时智能跟踪自动补偿技术也是伴随着电力电子技术、智能监控技术、通信技术等众多技术基础上发展而来的，因此对于推动智能电网的发展提供了技术支撑。

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