动态无功补偿篇1

【关键词】无功补偿电容器中性点动态

基于用户与各个部门要求越来越高的用电质量影响下，针对电网跟用户而言，无功动态补偿显得非常关键。借助无功补偿，可以实现低压电网功率因素的提升，进而实现降低能耗的目标。下面，笔者分析了无功动态补偿的基本方式、原理、实现策略。

1动态无功补偿的基本方式

动态无功补偿设备借助电容器组与感性元件实时地调整无功，其中改变的感性无功，即系统当中提供或者是结合应用场合的特征添加于无功补偿系统由感性元件提供，而对于固定容量的容性无功而言，其是由电容器组提供的。几组电容器以及感性元件一起实现并联，基本等容量跟电容器组分别是一个开关。这样不但能够对输出的容量进行控制，也能够投切进行控制，电容器容量不可调，属于固定投切的。容性无功被一系列的电容固定地进行投入，这样跟系统感性无功相比，剩余的容性无功形成，并且剩余无功可以进行动态性地补偿。主控制器结合系统电流以及系统电压对实时无功进行有效地计算，且结合大范围无功投切电容与小范围无功调节角度来补偿系统的无功。

2动态无功补偿控制的原理分析以及实现策略

动态无功补偿设备的实现方式是结合系统的工作现状与实时无功进行。结合系统的无功，控制系统能够对一系列的电容组进行控制，从而使基本的目标――恒定无功的控制对策实现。控制系统能够结合面板的旋钮开关各自处在异样的状态当中。系统能够独立运行两种状态，即所谓的自动运行以及手动运行状态。

作为一种半自动状态的手动运行状态来讲，控制器结合系统的无功功率，在自动地进行调整之后可以将无功功率有效地发出，然而，用户能够结合系统的无功对电容进行自动地投切。工作过程中可控硅可以导通的最小角度是min，而最大角度是max，其也体现了可以发出的最大感性无功以及最小感性无功。在母线欠压或者是过压的现状之下，被看作故障且对脉冲进行有效地封锁。

在自动运行状态之下，控制器部件在进行自动调整之后可以将无功发出，而且能够投切电容组，从而投切电容组，最终使大范围的无功调节实现。

倘若=min且Nc≥1，以及Qs-QtTc的时间，那么切下一组电容器，即Nc=Nc-1。

倘若=max且Nc≤Nmax以及Qs-Qt>-A%*Qc，且不间断地保持t>Tc的时间，那么投入一组电容器，即Nc=Nc+1。

基于自动化工作的现状之下，倘若母线欠压或者是过压，也就是U>Ugy或U

可控硅导通角度是，系统的实时无功是Qs，工作过程中电容组的投入数目是Nc，也能够设置其他一些参数，其具体含义如下所示：

给定的最大相角：max，即工作过程中可控硅不禁止的最大导通角度。

给定的最小相角：min，即工作过程中可控硅不禁止的最小导通角度。

欠压门限值是Uqy以及过压门限值是Ugy。

Qt：系y目标的无功数值，其决定因素是最小无功与最大无功，要么是通过目标无功进行设置。

Qc：电容器组容量。

A：投切弹性系数。

Tc：投切去抖时间。

Nmax：最大电容器组数。

倘若场地开关跟一系列的电容器对应一开关，那么这种情况下的电容器组属于循环的投切，如此一来，能够均匀地应用一系列的电容器，从而使开关与电容器的应用年限延长。能够结合场地现状（电容充放电时间）灵活地设置投切去抖时间，如此一来，能够有效地防止电容开关频繁地进行动作。

3结语

总而言之，无功补偿可以实现电网系统的大大优化，从而提升电能应用率与电压质量。为此，将无功补偿应用于配电网当中，属于一项建设意义的节能对策。针对各种无功功率来讲，应当结合其具体的应用原理，选用异样的无功补偿设备与方法，从而实现无功功率因数的提升，最终大大地降低用户端、配电变压器损耗的降低。

参考文献

[1]王正风.无功功率与电力系统运行[M].北京：中国电力出版社，2009.

[2]申凤琴.电工电子技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2008：52-61.

动态无功补偿篇2

关键词：电能质量；动态无功补偿；MSVC；节能环保；地铁主所

1地铁系统无功功率的特点

1.1深圳地铁西乡乐铁线供电范围要容性无功源一览表

表1

备注：C0为供电线路单位长度的电容（？滋F/km），L为供电线路的长度，BL为？仔型等值电路等值电纳

线路电容的充电功率？驻QB与电压的平方成正比，当作无功损耗时应取负号，即

线路容性无功功率简化公式为：Q=U2*2πf*C

U-电压，此处取值110，000伏

π=3.14，f-频率，50赫兹

1.2深圳地铁西乡乐铁线供电范围主要感性无功一览表见表2（估值）

通过以上分析可以得出以下结论：

（1）0：00至6：00时段地铁处于非运营时段、牵引负荷近视为0；大电量的电机、空调、风机、电扶梯等处于停运状态；感性负荷最小，产生的感性无功功率自然最小。

（2）由于110kv乐铁线的电缆线路较长，达9300m；35kv电缆线路多达298km，线路越长，线路电容越大，产生的容性无功也就最大。电力电缆是深圳地铁供电系统中最大的容性负载，且24小时不间断地输送无功功率。

（3）由于地铁运营的特点，分为运营时段和非运营时段。在运营期间，牵引用电、动力照明等用电均较大，系统内的有功电能需求大；非运营期间，由于地铁车辆的牵引负荷、车站动力负荷、照明等均减少。使系统内的负荷严重不均匀，特别是有功负载波动极大，故在轻负载和休车时段系统功率因数明显下降。

（4）地铁系统的感性负载相对较少，不足以全时段平衡长电缆以及其他容性设备产生的容性无功，容性无功超值在2～4.5Mvar范围内。

2无功补偿设备选型

2.1MSVC磁阀式可控电抗器的工作原理

磁阀式可控电抗器采用了自耦直流助磁设计和新型铁心设计技术，利用附加直流励磁磁化铁心，通过改变控制绕组中直流电流大小来改变铁心的磁饱和程度，进而改变铁心磁导率，实现无功输出容量的连续可调，不仅使所产生的谐波大大减少，而且有功损耗低、响应速度较快。

磁控电抗器输出容量（电流）的大小由可控硅控制角α决定，α越小，输出的控制电流越大，磁控电抗器工作铁心接近磁饱，输出电流最大。改变可控硅控制角即电抗器磁饱和度，能平滑调节电抗器容量的输出。

2.2MSVC动态无功补偿方案

MSVC磁可控动态无功补偿系统主要由磁控电抗器、阀组箱、控制柜体和滤波支路组成。接入系统的磁控电抗器采用连接，可以消除3的倍数次谐波分量。控制柜体针对输电系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等电能数据进行实时检测。在根据检测值计算需要补偿的无功量和控制角α，然后向阀组箱发送触发信号，实现最佳的无功补偿效果。滤波支路为可选项，MSVC动态无功补偿系统自身只产生很小的谐波量，一般小于0.8%，因此补偿系统本身不需要配置滤波支路。

MSVC无功补偿系统有别于SVG系统不需要额外的隔离降压变压器，而是通过GIS开关柜直接接入35kv输电侧，西乡主变电所无补偿方案如图1。

2.3控制策略

方案一：本地实时动态补偿

MSVC安装于西乡110kv主变电内可以采集35kv进线侧可110kv侧的电压、电流，由MCR智能控制单元进行就地无功补偿，即由314开关的无功智能控制器实时采集母线PT、主变低压侧电流进行计算无功大小，由控制器根据结果反馈给MSVC进行等量反相补偿，经一段时间的数据表明此方法只能在本地实际动态补偿本地效果能达至0.99以接近1，关口计费点的无功有所减少，功率因数有所提高，全时段依然不达标远低于0.9，详见图2，分析发现此方法不能有效对110kv电缆线路所产生的容性无功进行补偿从面导致了补偿效果不理想。

图22014年3月乐铁线本地实时动态补偿本侧及关口

计费侧补偿效果表

通过以上分析发现在地铁计量表侧功率因数近为1时（无功功率约为0kvar）对侧计费点，容性无功高达1200～2000kvar；此线路的无功量主要是由乐铁线路自身产生的倒送系统无功。

方案二：模拟异地动态补偿模式

为了能实现对异地计费点进行有效补偿，需采集对侧实时cosφ进行动态调整无功输出是最理想的方式，而目供电局不对外开放实时采集关口计费的计量数据，我们只能另相办法。

计算供电局关口计费点至无功补偿装置设置点电缆无功量（110kv乐铁线线路长3.1公里，非品字型安装），通过理论计算乐铁线110kv线路电容量为1823.3kvar。

西乡110kv主变电所，110kv乐铁线路容性无功功率计算如下：

（1）QC=U×ICIC=U/XCXC=1/2πfC

由上述三个公式得知：QC=U2×2πfC

其中QC为电缆容性无功功率、U为电缆供电电压、IC为容性电流、XC为电缆容抗、f为供电频率、C为电缆电容。

（2）电缆电容C的计算

110kv交流聚氯乙烯3×400电缆每公里电容值为0.165微法每千米，其中乐铁线长度为5080m则乐铁线整体电容C=3.1km×0.165μF/km=0.5115μF

（3）由公式QC=U2×2πfC得：

QC=110000×110000×2×3.14×50×0.5115×10-6=1823var≈1.8MVar

计算结果表明乐铁线线路电容无功功率高达1800kvar，为了验证理论计算值正确性，分别同时采集计费关口电源输出点、本侧电输入电源端无功数据；数据分析表明地铁关口计费点至补偿点成容性负荷且无功量在1200kvar至容性2300kvar之间波动变化，作者分析论为差值不一致是由于两侧采集数据不同步、设备采相样率及上传速率不一致、两侧计量表变比过大（供电局侧高达88万倍）等引起的正常偏差值。

计算值及现场实测数分析乐铁线两端无功差成容性、因地铁负荷变化两侧无功也同样呈现相同化趋势且差值始终处于容性1200kvar至容性2300kvar之间波动；基于地铁负荷瞬时变化较大（无功处于动态值），为避免向系统过补偿感性无功，我们将MSVC控制器的平衡参数设为本侧过补偿1900kvar的动态无功锁定，本侧无功潮流动稳值为1900kvar，不考虑本侧功率因数cosφ的变化，使对侧计费点的无功量近视0值，从而使关口计费点率因数cosφ保障0.95以上。

通过以上两种补偿模式的实际效果测试，充分表明了在地铁内部同样能实现异地动态补偿，通过锁定动态补偿量使异地关口计费点功率因数cosφ达到0.95以上甚至接近1，从而避免了功率因不达标交纳考核电费。

4异地动态补偿优势

4.1无需实时采集供电局计费侧的表计数据，能够仅采集变电站侧的表计数据即可实现计费侧功率因数的全补偿要求。

4.2动态补偿调整方式简单通用，无论供电方式和负荷情况如何变化，都能对系统功率因数进行有效补偿。

4.3动态补偿灵敏度高，对有功功率及功率因数进行实时追踪实现高效快速的自动补偿投切。

4.4通过无功补偿装置的投入，能够有效稳定线路电压，减少电压波动的影响。

4.5降低电能损耗。提高了系统的功率因数，能够有效的减少线路上的电能损耗，达到节能环保要求。

4.6减少用户电费支出。功率因数的提高直接减少了向电网公司的力调电费支出，获得了明显的经济效益，依据目前投运的效果测算投入运行MSVC西乡主所每年减少及奖励考核电费约310万元，线路损耗约120万元，经济效益非常可观，一年可收回投资成本。

5该补偿装置的不足之处

MSVC无功补偿装置在运行过程中会产生持续的低频噪音，对值班人员及周边住户产生不适影响，因此需配套安装噪音隔离防护设备，满足环评标准。

6结束语

在地铁设计规划时应充分考虑同步设计无功补偿系统，优选低成本，动态可调无功补偿设备；地铁车站级400V系统主要成感性无功，本地功率因数基本达标，不宜在投入补偿设备，目前全国各地铁车站无一投入运行车站级无功补偿设备；建议在地铁新线设计规划时取消地铁车站级400V无功补偿设备；在集中式供电变电所内集中安装一套无功补偿设备。

参考文献

动态无功补偿篇3

【关键词】谐波抑制；无功补偿；电能质量；晶闸管投切电容器；晶闸管控制电抗器

0.概述

中友中板厂全称无锡市中友不锈中板有限公司，属金属冶炼及压延加工行业，主要从事不锈钢中板、低合金中板、锅炉板、容器板的冶炼与轧制，其中不锈钢中板目前国内仅有三家生产企业之一。公司目主要的大功率生产设备有两台60吨电弧炉、三台30吨中频炉、两台3000T轧机使用一台2800kW的直流电机、二台3000T轧机使用三台4300kW的直流电机、一台4000T的精轧机使用一台5700kW的直流电机、三台1250kW除尘电机为交流异步电机、一台1250kVA的交流异步辊道电机、一台1000kW的电阻加热电炉。

该厂由于设备和生产原因，用电功率因数较低，用电质量差。每月都要额外支付数万到数十万的力调电费。表1为该厂2010年来部分月份电费情况。

1.原因分析

对中友中板厂的几种主要设备从其工作原理上进行电能质量分析可知，该厂负载对电网的影响主要有几种情况：

（1）电弧炉工作时产生的谐波、无功、闪变、三相负载不对称等情况，同时由于电弧炉工作状态的不确定性，在产生谐波时不仅产生特征次谐波，也会产生非特征次谐波。

（2）晶闸管整流电路不仅产生大量谐波，也要消耗无功，且功率因数随着控制角的增加而降低。当负载降低时，功率因数也随之降低。

（3）异步电动机虽然是线性负载，在起动与空载时起功率因数均较低，尤其在起动瞬间需消耗大量的无功功率，对电网造成无功冲击。另外异步电机在负载运行时的0.8～0.85功率因数也不能满足国家《功率因数调整电费办法》所规定的功率因数0.9的要求。

2.采取措施

2.1TCR+TSC+LC控制法

按系统所需的无功补偿值投入适当组数的电容器，并略有过补（补成容性），再用TCR的感性无功来补偿过补部分的无功。同时，LC滤波器滤除谐波，对于3、5、7、11次谐波采用单调谐滤波器，即TCR+TSC+LC控制法。

晶闸管控制电抗器TCR和晶闸管投切电容器TSC都采用三角形联结。因为采用三角形联结有很多优点：一是可以避免线电流中产生零序分量；二是可以将次谐波电压互相抵消；三是各个元器件的绝缘水平与电网额定电压的等级一致，使用中的同步信号可直接取自相应的线电压。

晶闸管阀的接线方式有晶闸管与大功率二极管反并联和晶闸管反并联两种接线方式。由于采用晶闸管与大功率二极管反并联方式时，晶闸管和二极管上承受的最大电压为2倍线电压峰值。而采用晶闸管反并联接线方式时，电容器是在电压过零点时投入，电容上没有预充电，晶闸管阀所承受的最高电压为线电压峰值，可以减少晶闸管阀串联的个数，降低控制装置的成本。所以本装置采用晶闸管反并联接线方式。

TCR+TSC+LC动态无功补偿装置监测系统不仅负责采集装置各组成部分的主要状态变量，进行简单计算或逻辑分析后对其进行显示，而且对TCR+TSC+LC动态无功补偿装置系统当前所处的状态进行实时判断，必要时发出报警信号或紧急操作指示，从而为预防和避免动态无功补偿装置装置出现故障提供了可靠、有力的保证。TCR+TSC+LC动态无功补偿装置保护系统则保障TCR+TSC+LC动态无功补偿装置能够安全并入电网运行，一旦系统出现故障，装置不会受到损坏；而装置出现故障后也不会对系统造成破坏性的影响。TCR+TSC+LC动态无功补偿装置控制系统则是装置中最为关键的部分，它指挥整个装置按照预先设定的运行特性进行工作，其设计的好坏直接关系到整个装置的性能。

2.2中友中板厂混合型动态无功补偿系统运行分析

该系统于2012年9月12日投入试运行，我们于15日对电网质量情况进行了主要包括谐波电流，功率因素等电能质量数据。

（1）对LC滤波系统投运前进行单独测量电流波形，得出3次、5次、7次、11次、13次谐波电流均超标，且超标严重，分别为65.32A，78.56A，34.72A，21.23A，23.32A。对混合型动态无功补偿系统投运前进行电压电流波形测量，6KV负荷注入6KV系统侧的母线电压总畸变率为5.06%，远远超过国家限制3%。功率因素也很低，只有0.75。

（2）对混合型动态无功补偿系统投运后负荷注入系统的谐波电流进行测量得出数据全部达标。电压畸变率也达到国家标准，满负荷情况下，功率因素达到0.92，也符合国家规定要求。

（3）根据这个测试结果不难看出中友中板厂生产过程中，只要这套混合型动态无功补偿装置正常运行，整个厂里的负荷不会对电网产生不良影响。

以上三大类负载是该厂主要的谐波与无功及闪变的污染源，针对这三种负载进行相应的谐波与无功治理不仅可降低其对电网的影响，提高供电效率及供电质量。同时由于用电质量的改善也能为该厂节约大量的电费，提高经济效益。

3.结论

本文针对大功率负荷下谐波及无功的特点和无功补偿的性能指标作了分析，以无锡中友中板厂的谐波及无功补偿为课题背景，通过对混合型动态无功系统的工程实例调试和系统研究，得到以下结论：

（1）通过对大功率负荷下谐波及无功的特点的研究与分析，设计出现场实用的滤波及补偿方案。

（2）建立了基于混沌遗传算法的LC滤波器优化方案。运用该方案的优点是：补偿及滤波装置未投入运行前便可预知其运行时的各项电力技术指标，经过调整可以设计出较为理想的无功补偿及谐波滤波装置，避免了盲目性，对于装置的设计质量起到了保证作用。

（3）在动态无功补偿方面，本文采用TCR+TSC的混合型补偿方法。在TSC投切上设计了不等容分组的非线性投切的投切法，保证了每组电容组的使用效率，在满足限定条件下总是投入容量较大的一组补偿电容器。

（4）大型轧钢厂的负荷均为冲击型负荷，在运行时产生大量的谐波及无功，实践证明SVC必须与工程同步。

动态无功补偿篇4

关键词：无功补偿；复合开关

1动态无功补偿复合开关的工作原理和主要技术特点

目前电力系统通用的无功补偿方案有接触器投切电容器、复合开关投切电容器、晶闸管投切电容器这三种。复合开关投切电容器无功补偿装置，其投切开关是晶闸管和接触器并联的复合开关，其主要作用是用晶闸管控制电容过零投切，以降低传统接触器投切的电流冲击，电容器投入后再由接触器旁的路晶闸管，使电容运行。

动态无功补偿复合的主要技术特点有：

实现动态补偿，可对频率和大小都变化的无功功率进行补偿，对补偿对象有极快的响应。动态补偿不容易和电网阻抗发生谐振，且可以跟踪电网频率的变化，故补偿性能不受电网频率变化的影响。

（1）过零投切：断口电压为零时，开关接通；电流过零时，开关分断。由于采用了过零触发技术，因此可使射频干扰降低到最低程度。

（2）功耗小：由于采用了磁保持继电器，控制装置只在投切动作瞬间耗电，平时不耗电且磁保持继电器的接触电阻小，不需要外加散热片或风扇，降低了成本。

（3）无谐波：磁保持继电器吸合后，没有非线性电阻，不会产生谐波。

（4）抗干扰：具有低阻抗的特点，可以抑制干扰，消除噪声。

（5）保护功能：欠压保护，当系统电压低于160V时开关自动分闸；缺相保护，当系统电压缺相时，开关拒合闸（适用于三相连结的开关）；停电保护，系统停电后开关自动分闸，当系统恢复供电后开关不会自动合闸。

开关合闸波形图：

2动态无功补偿复合开关在实际运行中存在的主要问题

（1）由于国内大多数的动态无功补偿复合开关采用的接触器都是普通的机械触点开关，因此动作速度较慢，在负荷动态变化特别频繁，要求响应速度和投切精度很大的场合，常常不能满足补偿要求。

（2）当用户同时使用大量三相用电设备时，必须投入三相电容补偿，而复合开关的接触器很难达到三相同时投切的质量要求。

（3）由于零点检测出现误差或电网、线路及其他因素的干扰，打乱动态无功补偿控制器及复合开关正常的工作程序甚至导致其失控。

3影响动态补偿复合开关稳定工作状态的主要因素

3.1电源因素

由于电子电路通过电源电路接到电网，所以电网的噪声通过电路干扰进入电子线路，这是影响复合开关工作稳定的主要原因之一。电源因素可以从以下三种情况来详细考虑。

（1）通过电源变压器的耦合。变压器是电源电路中最常见的元件，它的初级接在电网电源，次级则按设计要求得到各种交流电压，然后再经过整流滤波和稳压等电路，得到供线路工作所需要的直流电压。在研究电网高频尖峰脉冲如何穿越变压器而传播时发现，变压器初、级的交流电磁耦合并不是这种噪声的主要传播途径。事实上，这个传播途径是由变压器初次级间分布电容所造成的。由于变压器的初级线圈靠得很近，这两部分间的分布电容通常有数百PF。这种分布电容不仅电容量大，而且有良好的频率特性，对高频噪声的阻抗很低。

（2）电源本身的过压、欠电压、停电等故障引起的电源噪声。任何电源及输电线都存在内阻，正是这些内阻引起电源的噪声影响了复合开关的稳定工作。如果没有内阻存在，无论如何噪声都会被电源电路吸收，在电路中不会产生干扰电压。

（3）浪涌、下陷、尖峰电压与其他电源干扰因素。用户本身大功率设备的不断接通和断开，特别是大功率电动机，接通瞬间需要很大的启动电流，并可持续几百毫秒，从而在输电线路内阻上将产生很大的压降，这是电网中产生电压瞬变（浪涌、下陷）的主要原因。这些噪声叠加在正弦交流电压上沿线路传输，在所到之处引起干扰，如果幅度过大，会毁坏系统。

另外，设备接地不良，输电线、汽车打火、无线电发射以及电弧等幅射源、地线过长等等，都会使复合开关无法正常工作。

3.2线路及其他因素

如果动态无功补偿控制器线路板设计不合理，使元件的排列不合理，或者线路中元件之间的布局不合理，就有可能出现线路本身的干扰源，使单片机系统误动作。

4动态无功补偿复合开关优化探讨

针对以上存在的问题，我们提出几点优化方案：

（1）采用晶闸管和交流低压真空接触器并联组成动态无功补偿复合开关的主体，以取代普通的机械型接触器。

因为真空接触器具有接通、分断能力大、电气和机械寿命长、在恶劣条件下工作可靠性高等优点，适合于电力系统中，供远、近距离接通和分断电路以及在重任务条件下的频繁启动和控制。

CKJ12型(EVS)系列交流低压真空接触性能参数：

（2）对接触器的触头系统进行改进，通过控制中间相触头的分断时刻，可达到三相触头均在电流过零点前分断电路，实现三相电路的同步分断。实现同步分断的关健是要有性能良好的电流传感器，用来检测主电路的电流。这种电流传感器与传统的电流传感器相比具有更强的抗干扰性能，在强大的电磁干扰（包括电弧干扰和电动力干扰）的影响下，要能够准确的反映主电路的电流变化情况，尤其能够检测到准确的电流零点。

（3）复合开关硬件部分。

①改良动态无功补偿控制器的单片机系统复位电路设计。通常单片机都有一个复位引角，用于系统的复位。但复位电路易受电源波动的影响，当单片机电源受到干扰后，电压下降至低电平时，复位端电位也随之下降至低电平，使单片机无法正常工作。

②动态无功补偿复合开关采用光电隔离的电路。光电隔离的目的是割断两个电路之间的联系。复合开关的控制回路采用美国摩托罗拉公司最新推出的光电新器件――光电双向可控硅驱动器，作为其主要控制元件。

此元件由输入、输出两部分组成。输入级是一个砷化镓红外线发光二极管（LED），该二极管在5-15mA正向电流作用下，发出足够的红外光，触发输出部分。输出级为具有过零检测的光控双向可控硅。当红外发光二极管发射红外光时，光控双向可控硅导通，发出控制信号触发主控零件。由于采用了光电隔离，并且能用TTL电平驱动，它很容易与单片机接口进行自动工控设备的适时控制。提高了线路的稳定性。

③接地技术。一种是为了保证人身或设备安全，而把设备的外壳接地，这种接地称之为外壳接地或安全接地；另一种是为电路工作提供一个公共的电位参考点，这种接地称之为工作接地。

复合开关电路采用工作接地，电流传感器则采用外壳接地系统。为了减少电流信号回路的电磁干扰，送入单片机的信号采用了带屏蔽的双绞线，双绞线的屏蔽层连接到机壳上。

④屏蔽技术。电源变压器采用初级间加屏蔽层接地以解决电网干扰问题。以金属板、金属网或金属盒构成的屏蔽体能有效对付电磁波幅射的影响。

（4）控制器软件部分。

除了在硬件采取必要的抗干扰措施外，在单片机程序设计中，充分挖掘软件的抗干扰能力，采取一定的措施，将干扰的影响抑制到最小程度。

①使用监视定时器。程序在运行过程中，有时由于某种噪声干扰的影响，会出现程序“乱飞”现象，影响系统正常工作。这种情况可采用PLC单片机内部具有的监视定时器WDT来监视系统。因为在系统正常工作时，程序每隔一定的时间清除计数器，而计数器按时针脉冲加法计数。当这一时间短于监视定时器的溢出时间时，计数器永远不会溢出。但如果系统受到干扰时，程序的正常执行顺序被破坏，便不能在计数器溢出之前清除计数器，从而不会发生计数器溢出的情况。所以可把计数器溢出作为系统受到干扰的标志。

动态无功补偿控制器通过设置状态寄存器可设置定时器溢出时间，在程序执行期间利用CLRWDT指令清除定时器，从而防止程序正常执行时的定时器溢出，并使系统复位，可有效地消除干扰的影响。

②软件陷阱。通常CPU的ROM存储区存在着大量的未用空间，而当程序受到干扰后，经常会跳到这些地址上。为了捕捉到这种干扰，可在这些区域设置陷阱――引导程序片段，一但程序落入这片区域时，就将其引导到特定的处理程序上而恢复正常。这种措施的优点是抗干扰、处理简单，缺点是其与CPU未用的存储数量有关，未用的空间越多，则捕捉到干扰的概率越大，故具有一定的局限性。

③软件抑制电源干扰。实际运行中会有一部分电源噪声窜入系统，造成软件复位，扰乱程序的正常执行顺序。为了抵御这种干扰，在程序的开始位置安排了一段程序，此程序可以决定复合开关的投切动作。

系统在初始化后，进入条年审查状态，根据电压、电流检测单元所测的电压、电流信号决定系统当前的工作状态，保证系统的可靠运行。

④数字滤波。控制器单片机计算吸合电压、释放电压时采用数字滤波的方法，可以消除由于电子、电磁干扰造成的采样信号不准确导致误动作的问题。

参考文献

［1］王建元,纪元超.一种自动无功功率补偿模糊控制策略的研究［J］.中国电力，2002.

［2］韦巍.智能控制技术［M］.北京：机械工业出版社，1997.

动态无功补偿篇5

【关键词】SVC；静止型无功补偿；安全经济运行；调试

一、使用无功补偿的必要性

目前，我国电力网平均线路功率损耗比国外发达国家高出2～4个百分点。就全国讲，线路损耗约占4-12%，其中主要是无功分量引起的损耗，若无功线损降低50%～60%，一年便可节电500亿kWh左右，相当于半个三峡工程的发电量。这种不消耗一次能源，便可增大发电量的工程是绝好的绿色工程，且投资极小，见效快。因此，要通过合理配置无功补偿设备，合理安排运行方式，优化无功潮流分布，提高无功管理水平，减少受端无功功率损耗，提高功率因数，降低网络损耗，提高发、供电设备利用率，提高无功补偿设备运行水平。具有非常大的经济效益和社会效益。

二、查干淖尔矿110kv站TCR型SVC参数

1.查干淖尔矿110kV变电站10kV侧最大短路容量：57.94MVA；最小短路容量：46.68MVA。

2.TCR部分的主要技术性能

（1）晶闸管阀组：额定电压：10±10%kV，额定容量：10000kvar。，运行频率：50±1%Hz，绝缘配合：满足中国国标GB311.1-1997

（2）控制系统为全数字控制系统，控制系统响应时间：

（3）相控电抗器为：干式、空芯、铝导线、环氧树脂浇灌、双线圈、户外型，额定电压：10±10%kV，额定容量10000kvar，运行频率：50±1%Hz，过电流能力：1.1倍额定电流长期运行，温升：≤60℃

3.FC部分的主要技术性能

（1）交流滤波电抗器为干式、空芯、铝导体，环氧树脂浇灌，调节范围为±5%，额定电压：10±10%kV，运行频率：50±1%Hz，过电流能力：1.3倍额定电流长期运行，温升：≤60℃

（2）交流滤波电容器组为：电容器为全膜介质、内熔丝、内置放电电阻、双套管、不锈钢外壳，额定电压：10±10%kV，电容器的温度系数：α绝对值≤4×10-4/K，电容器的介质损耗：tgδ≤0.0003，电容器的外壳的耐爆裂能量：≥12KJ，电容器在1.1Un、1.3In下长期运行

4.设备安装条件

TCR晶闸管阀组、控制柜、FC设备户内安装，相控电抗器为户外安装

三、无功补偿的控制策略

正常运行时，电容全部投入运行，TCR接入10kv母线，无功补偿控制器接受到无功参数后，经过计算，可实现和功率因数运行，自动通过晶闸管调节无功补偿的动态容量。因无功补偿控制器安装在晶闸管阀，为了更好地监视无功补偿状态，通过RS232接口接入自动化系统，能够在主控室更好地监视到无功补偿的运行状态及各项运行参数。

四、调试中注意的问题

1.散热问题

晶闸管阀组的发热量大，而阀组室因防尘等原因需要是封闭的，因此除了阀组单元本体配备的散热器外，还要配备一主一备两台大功率空调。

阀组控制系统有温度故障保护，当温度大于正常运行温度时，自动弹出“温度保护”动作警告，当温度降低后才可重新启动SVC设备。因此，运行当中要加强对阀组的巡检，如发现温度高，尽快做出散热措施（开空调等），以防止因温度过高造成SVC设备跳闸。

2.晶闸管的击穿事故

在调试过程中，晶闸管是整个系统中最容易出现故障的原件，曾多次发生晶闸管击穿故障，当晶闸管击穿时报警，SVC报故障并立即跳闸。检查晶闸管电阻值是否正常，如正常，检查阻容吸收电路电阻值是否正常。在本工程调试过程中，如果晶闸管实际击穿的次数较多，主要原因是电网电压不稳定，且晶闸管设计容量偏小造成的，可更换设计1.5倍的晶闸管，解决问题。

动态无功补偿篇6

关键词：煤矿变电站动态无功补偿

中图分类号：TM714.3文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）05（c）-0244-01

同煤集团电业公司盘道35kV变电站，主要承担着塔山矿一、二盘区的供电任务，原采用手动方式投切电容器进行无功补偿，当大功率电机等用电设备启动或运行时就会造成大量的无功缺额，如果不即时动态跟踪补偿无功就会造成变压器、输电线路的损耗增大、功率因数低等问题。该站原采用的手动方式投切电容器已难以满足系统的要求，并且还会产生涌流和电磁暂态，造成过电压。它的安全运行直接影响着矿井的供电安全。

1方案的确定

盘道355kV变电站上级电源来自大同市电力公司杨家窑1105kV无人值守变电站，该变电站改造前，我们采用的是集合式并联电容器无功补偿设备，补偿容量为13.5兆乏，由于矿井用电设备有大量的冲击性负荷和间歇性负荷（如：绞车）等，负荷变化较大，自动装置用于投切电容器的开关是真空断路器，不适于频繁操作经常损坏，出于安全考虑，所以采用手动方式投切电容器。当电容器的补偿容量大于变电站的无功缺额时，投入电容器就会出现过补，而不投又会欠补，还会产生涌流、电磁暂态和谐波，造成过电压。假如把原自动装置投入运行的话，补偿级数差大、精度低，仍然达不到精细无功补偿的要求。由于集合式并联电容器补偿装置无法快速跟踪无功负荷的冲击变化，响应速度慢等，已经不适应对这类负荷的补偿。

鉴于上述原因，根据考察、调研、测量、计算结果，在盘道35KV变电站采用基于磁阀式可控电抗器的静止型动态无功补偿装置（FC+MCR型SVC）是最理想的补偿方式，同时也弥补了集合式并联电容器的功能缺陷。

2MSVC装置概述

静止无功补偿装置（SVC），是一种先进的补偿装置，可以连续而快速地控制无功功率，并通过发出或吸收无功功率来控制所连续的输电系统的节点电压，实现动态补偿。降低系统的谐波畸变度、提高系统的功率因数，减小电压波动及闪变，平衡三相电流电压。

“磁控电抗器”也就是我们通常说的MCR，MCR也是个电感，只是MCR这个电感通过晶闸管（SCR）可以调节输出感性无功罢了，补偿感性负荷的工作是由补偿（滤波）支路来完成的，MCR的存在只是为了当固定电容器组过补偿时，来帮感性负荷找个平衡。

MSVC装置由补偿（滤波）支路和磁控电抗器并联支路组成，在MCR型SVC中，晶闸管（SCR）是安装在控制回路中，承受的电压低，有极高的可靠性；并且产生的谐波含量较低，所以MCR型SVC将是动态无功补偿改造与设计的最理想选择。

3改造前运行情况分析

从盘道355kV变电站比较常见的较大日有功负荷曲线图中可以看出，一天内有功负荷有三次较大的波动，峰谷差：9.2MW，日平均有功负荷：11.3MW，负荷率：70%。由于矿井大功率电机等用电设备启动造成供电系统大量的无功缺额，所以导致了负荷的峰谷差较大。

从该站日无功负荷曲线图中可以看出：因为手动投切电容器时间基本是按负荷变化而进行的，所以无功负荷也跟随有功负荷的变化而变化，一天内也有三次较大的波动，峰谷差：6.2兆乏，日平均无功负荷：8.5兆乏。

从该站日功率因数变化曲线图中分析可知，系统功率因数的实时值波动也较大，峰谷差：0.14，日平均功率因数：0.79。

4改造后的效果

改造方案确定后，我们采用了济南迪生电子电气有限公司设计制造，两台型号为DSLC-11-5000、DSLC-11-6000的MCR及其控制系统，对该站的补偿设备进行了改造，并对改造后的运行情况进行了分析总结。

从该站改造后的较大日有功负荷曲线图中可以看出，与改造前相同，一天内有功负荷也有三次较大的波动，峰谷差：8.8MW，日平均有功负荷：10MW，负荷率：74%。

从该站改造后的日无功负荷曲线图中可以看出，与改造前相比无功负荷在一天内的变化不大，尤其明显的是将高峰无功负荷降低，保持了较小的峰谷差。经过实际计算，峰谷差：4.901兆乏，日平均无功负荷：2.551兆乏。

从该站功率因数变化曲线图中分析可知：峰谷差：0.04，日平均功率因数：0.98。

综上所述，该变电站的无功补偿通过采用MCR进行改造后，系统电压趋于平稳，功率因数保持在设定值0.98左右，同时验证了MCR型SVC优良的动态跟踪补偿性能，为MSVC动态无功补偿装置的推广应用提供了很好的技术典范。

5预期达到的指标

5.1稳定母线电压

MCR型SVC装置投运后，保证该站10kVⅠ段、Ⅱ段母线电压波动符合国标要求。电压上限控制在10.5kV，电压下限控制在9.7kV。

5.2提高功率因数

MCR型SVC装置投运后，保证该站功率因数任意时刻在0.95以上。

6结语

通过对35kV盘道变电站无功补偿设备的成功改造，进一步展示了MSVC动态无功补偿装置的优越性，用它来改造和发展电网的无功补偿，实施动态无功优化调整，有着广阔的发展前景，在同行业中具有一定的推广价值，其节能效果显著。主要体现在三个方面：

（1）减少了功率因数调整电费的支出（改造前该站的功率因数为0.8左右）；

（2）减少线路无功传输，线路线损将大幅度下降，这部分节能效果每月产生不少于3万元的经济效益；

（3）稳定电压提高电动机出力，这部分称为工艺节能，是产生节能增效中最大的一部分。

参考文献