无功补偿在广播电视工程中的应用

詹志平厦门市集美区广播电视台，福建厦门　361021



无功补偿在广播电视工程中的应用

詹志平
厦门市集美区广播电视台，福建厦门361021

摘要由于现有的广播电视工程中很多部分的负载量较大，会产生较高的无功功率。本文首先分析了广播电视项目中的建造特定以及用电负载的特性，并且具体分析了发射塔和发射台部分的负载特点。进而给出广播电视项目的无功补偿策略，包括传统的无功补偿策略分析，提出了本文的广播电视项目的TAPF的无功补偿技术。最后，给出广播电视项目的TAPF的无功补偿技术用在某广播电台的效果解析。

关键词负载量；无功功率；发射塔；发射台；TAPF

在广播电视的项目中由于空调以及水泵等相关模块的负载量非常大，能够得到比较高的无功功率，并且很多电子高科技装置以及调光模块的硅柜装置均能够得到很多谐波型电流，进而对广播电视行业的无功补偿模块发生作用，对功率因素的优化产生障碍，并且对无功补偿模块产生损坏。

无功补偿系统能够在电网中大道提升功率因子，并且减弱供电的变压装置和输送模块的损失，能够提升供电的效应，并且改进电能供应状况。若采取不当则会产生供电装置的电压模块的变动，并且造成谐波部分增加等很多不足之处。

选取无功补偿方法能够获取这样的效应，首先提升低压电网模块以及用电设备的功率因子，能够削弱使用者的费用输出，并且形成节约电能的主要方法；提升电网中电压部分的质量，并且保障装置的持续性，进而提升装置的使用时间；减弱电能的损失，并且根据各自负载的状态进行动力部分分配。

从20世纪60年代开始，发达国家研究出同步模式的调相装置［1］，该装置通过励磁运作的方式给装置产生无功功率；70年代之后，同步调相装置被静止类型的无功补偿系统代替，该技术在FACT策略的方式下进行构建［2］，之后发展为饱和类型的电抗装置，晶闸管类型的电容装置；在80年代之后，静止无功调相装置在美国研究成功，并且逐渐在美国、日本、德国等国家相继推出和应用；90年代，国内科研者研究的TSVG［3］无功产生电源由ASVG无功功率供电装置以及TSC类型的可控无功类型的补偿系统相组合；近来美国西屋企业采用光触发模式作为中心，实现高持续性以及测控性的技术，并且和装置进行衔接能够实现高可靠性的运作模式。

本文主要分析了主要的广播电视平台的主要设备，广播点速度核心，广播电视发射装置以及广播电视发射台装置的无功负载特点，并且给出了广播电视平台的策划模块中针对无功补偿的方法以及改进策略。

1　广播电视项目中的用电负载解析

1.1广播电视项目中的用电负载特性

1.1.1广播电视项目中的建造使用特性

广播电视项目中的建造使用特性能够将广电的项目划分为，广电核心，广电的发射装置，广电的发射平台。此外，广电核心划分为广播以及电视栏目的创造模块，传送模块，发送模块以及播放模块，并且室内装置了大型，中型，小型的演播平台，以及编辑中心，语音的录制中心，多媒体的资源监管核心等。典型的项目包含中央电视台，国际广播电视台和中央人民广播电视台等项目。广播电视塔通常称为地区性的典型建筑，并且加入了参观、商品、饮食等性能。此外还有国家级别的保密项目，如2021播放台等。

2.1.2广播电视项目中的用电负载特点

广播电视项目中的用电负载主要分布在制造，传送，发射以及播放这4个主要模块，这4个主要模块主要选取很多高科技商品，并且基于直播的节目繁多，因而对于用电模块的持续性的标准也逐渐加深，并且选取UPS供电装置加强电源部分的持续性，此外在广电的建造体系中还包含空调装置，水泵装置，电梯装置等功率因子比较低的负载模块，此外照明体系以及演播厅的灯光模块是整个建筑的主要负载部分。

1.2广播电视项目中发射塔模块的负载特性

以某广播发射塔装置作为实例，由于发射塔的总体的建造面积达到500m2左右，并且发射塔模块主要包含发射性能。此外，其副建筑的总体面积大约为4 500m2左右。整体项目的耗电量大约在820kW左右。本项目选取单侧单独的10kV的供电模块实现供电，并且将高压供电平台转换为单母线连线的模式，在正常运转之时，能够让两侧的电源一起供电，并且打开主要联动开关，让各个供电部分带动一系列负载，若某个供电部分产生问题之时，则母联开关自动运行，各个供电模块都承载各自负载部分。电压模块则依照负载的特点给出两台变压装置，并且选取单母线的接线方式，若母线开关阶段，则分段操作，若某台变压装置由于问题或者检修不能继续运转时，则手动闭合母联开关，并且采用另一台变压装置给两部分母线提供负载。

1.3广播电视项目中发射台模块的负载特性

以某城的发射台装置为示例，该项目的总功率值是540kW，并且选取道路两侧的10kV的高电压供电模式，该模式选取主机和备机的供电方案。并且选取单母线结构的接线方法，此外选取主供电装置给电，并且采用备用供电装置的手动连入模式。所选取的变压装置为400KVA，并且D模式的接线模式。

各台变压装置的低压母线部分的负荷，当某台变压装置产生障碍，则低压的母联断路装置的手动进入，采用另外一台变压装置实现负载的测算。

2　广播电视项目的无功补偿策略

2.1传统的无功补偿策略

2.1.1随时地无功补偿

针对照明负载中的金卤灯模型，高压钠灯等功率因子较为低的灯具模型，需要选取镇流装置，触发装置以及补偿电容装置测控内部以及灯具，并且实现功率因数多于0.9的准则。

2.1.2跟踪补偿的模型

依据现有的解析方案，能够得到广播电视项目无功功率大约为整个装机的总体容量的30%左右，此外，整个工程的规模越大，则需要实现的无功补偿方向就会增多，并且将低压电容装置联合在400V的母线之上，选取分组投切的补偿方法能够使得功率因子达到电力企业的标准。

2.1.3电容补偿及不足

在实际中选取电容补偿的策略提升功率因子，能够使得功率因子满足当地的电网需求，但是选取电容补偿策略包含很多不足：

1）电容装置获取的谐波电流和基波电流之间进行叠合，使得电容装置的有效电流增多，并且使得温度增加；2）电容装置所获取的谐波电压以及基波电压进行叠合，并且增大了电容装置的电压最大值部分，并且使其发生破损；3）所采用的电容装置容易和广播电视项目的装置产生谐振，并且把谐波部分增大，使得电容模块发生损伤，进而对其他用电装置产生威胁。

因而，本文选取动态的无功补偿模式。

2.2广播电视项目的TAPF的无功补偿技术

TAPF的无功补偿技术主要结合APF的供电系统和TSC装置的可控硅的无功补偿装置相互综合，并且将这两者构建为完整的平台，能够同时实现有源滤波策略以及动态模式的无功滤波方案。

2.2.1TAPF的无功补偿技术介绍

TAPF的有源滤波以及无功补偿装置的测控平台能够同时针对装置的谐波电流以及无功电流实现随时的测算以及解析，并且能够实现装置所必须的谐波电流和无功功率的功率补偿，进而实现好的结果。

2.2.2TAPF的无功补偿技术优点

1）TAPF的无功补偿技术主要选取PWM的测控变流装置构建有源模式的电力滤波装置，并且融合双路测控方案以及快速DSP芯片，达到迅速测算符合电流之中的谐波量，并且针对输出电流实现补偿，获取好的滤波效果；2）TAPF的无功补偿技术能够针对负载实现动态模式的追踪，并且迅速响应，其测控具有持续性，操作方法简洁和系统实现衔接并不需要考量交流装置的相序；3）TAPF的无功补偿技术可以实现功率因子的迅速补偿，并且能够实现切换的模式中没有涌流部分的袭击，没有过电压现象以及电弧的燃烧状况发生。

2.3无功补偿的投切模式

2.3.1瞬时方式的投切策略并且本装置主要采用LC串接方案以及电力半导体装置实现投切。LC串接方案选取电容达到量的补偿，若选取的电感参量比较大，体积也比较大时，其价值较大，并且采用调节电抗的模式实现无功功率的补偿，该方式反应的速率很快，并且不需要太多的分化。

电力半导体装置实现的补偿方式，其选材较为便捷，但是会出现元件自身不能够实现迅速关断的问题，该方式的持续性较低，并且其保护方式需要进一步优化。

2.3.2混合方式的投切策略

本文的广播电视项目的TAPF的无功补偿技术实际上是上述两种策略的混合，该方案相对于单一的投切模式来说，适用区间较广，并且能够实现较好的节能方法，此外本装置同时选取分相模式的补偿方案，能够实现线路模式的不均衡所带来的损耗。

3　实验结果和分析

本文的广播电视项目的TAPF的无功补偿技术用在某广播电台后，并且考量在现实操作中，包含的大量非线性的负荷，其中包含调光模块，配备电子镇流装置的荧光灯，UPS，变频空调等部分。本文的测试点选取在配电室内部的无功补偿母线部分，测算整个项目所得的补偿功率因数到达0.95左右。

选取的TAPF的无功补偿技术能够实现变压装置的无功补偿，并且占据的空间小，安装简单。先前的某号柜谐波部分大并且产热严重，最终实现了温度的减低，此外某综合楼宇的配电装置的跳闸状况得到抑制。处理了油机以及负荷之间的配准，并且发电装置能够实现整体带动负荷的能力。

4　结论

广播电视工程中很多部分的负载量较大，会产生较高的无功功率。很多电子高科技装置以及调光模块的硅柜装置均能够得到很多谐波型电流，进而对广播电视行业的无功补偿模块发生作用，对功率因素的优化产生障碍，并且对无功补偿模块产生损坏。

本开题首先分析了广播电视项目中的建造特定以及用电负载的特性，并且具体分析了发射塔和发射台部分的负载特点。进而给出广播电视项目的无功补偿策略，包括传统的无功补偿策略分析，提出了本文的广播电视项目的TAPF的无功补偿技术。最后，给出广播电视项目的TAPF的无功补偿技术用在某广播电台的效果解析。

参考文献

［1］Nerves，AllanC， Savet， et al.Voltage and Reactive Power ControlOptimization in a Distribution System［C］.2016 IEEE Region 10th Conference，2016，1（4）：14-17.

［2］MahdadBelkacem，Srairi Kamel，Bouktir Tarek.A Methodology Based in FuzzyLogic Rules for Reactive Power Planning of Multiple Shunt FACTS Devices toEnhance System Loadability［C］.Power Engineering，Energy and ElectricalDrives，2013，8（5）：285-290.

［3］董云龙.无功补偿技术综述［J］.东南大学，2015，6 （9）：13-19.

中图分类号G2

文献标识码A

文章编号1674-6708（2016）165-0092-02

作者简介：詹志平，助理工程师，厦门市集美区广播电视台，研究方向为广播电视工程技术。