電力電子技術(shù)、智能控制技術(shù)和信息通信技術(shù)的不斷發(fā)展,帶動(dòng)了許多電力新技術(shù)、新設備的不斷出現,近年來(lái)隨著(zhù)城鄉電網(wǎng)改造的進(jìn)行,智能無(wú)功補償技術(shù)在各地低壓配電網(wǎng)的公用配變被廣泛應用,它集低壓無(wú)功補償、綜合配電監測、配電臺區的線(xiàn)損計量、電壓合格率的考核、諧波監測等多種功能于一身;同時(shí)還充分考慮了與配電動(dòng)態(tài)化系統的結合。
方法/步驟
一、傳統的低壓無(wú)功補償設備的狀況:
1.采集單一信號,采用三相電容器,三相共補
這種補償方式適用于負荷主要是三相負載(電動(dòng)機)的場(chǎng)合,但如果當前的負載主要為居民用戶(hù),三相負荷很可能不平衡。那么各相無(wú)功需量也不同,采用這種補償方式會(huì )在不同程度上出現過(guò)補或欠補。
2.投切開(kāi)關(guān)多采用交流接觸器
其響應速度較慢,在投切過(guò)程中會(huì )對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊涌流,使用壽命短。
3. 無(wú)功控制策略
控制物理量多為功率因數,投切方式為:循環(huán)投切。此策略沒(méi)有考慮電壓的平衡關(guān)系與區域的無(wú)功優(yōu)化。
4. 通常不具備配電監測功能
二、智能動(dòng)態(tài)無(wú)功補償設備狀況:
1.補償方式
1)固定補償與動(dòng)態(tài)補償相結合
隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展,負載類(lèi)型越來(lái)越復雜,電網(wǎng)對無(wú)功要求也越來(lái)越高,因此單純的固定補償已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求,新的動(dòng)態(tài)無(wú)功補償技術(shù)能較好地適應負載變化。
2)三相共補與分相補償相結合
新的設備尤其是大量的電力電子、照明等家居設備,都是單相供電,電網(wǎng)中三相不平衡的情況越來(lái)越多,三相共補同投同切已無(wú)法解決三相不平衡的問(wèn)題,而全部采用單相補償則投資較大。因此根據負載情況充分考慮經(jīng)濟性的共分結合方式在新的經(jīng)濟條件下日益廣泛應用。
3)穩態(tài)補償與快速跟蹤補償相結合
穩態(tài)補償與快速跟蹤補償相結合的補償方式是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)趨勢。主要是針對大型的鋼鐵冶金等企業(yè),工藝復雜、用電量大、負載變化快、波動(dòng)大,充分有效地進(jìn)行無(wú)功補償,不僅可以提高功率因數、降損節能,而且可以充分挖掘設備的工作容量,充分發(fā)揮設備能力,提高工作效率,提高產(chǎn)量和質(zhì)量,經(jīng)濟效益大。
2.采用先進(jìn)的投切開(kāi)關(guān)
目前采用的投切開(kāi)關(guān)主要有以下幾種。
1)過(guò)零觸發(fā)可控硅投切開(kāi)關(guān)
其特點(diǎn)是動(dòng)態(tài)響應快,在投切過(guò)程中對電網(wǎng)無(wú)沖擊、無(wú)涌流,壽命較長(cháng),目前運用比較普遍。
2)機電一體化智能復合開(kāi)關(guān)
該開(kāi)關(guān)由交流接觸器和可控硅并聯(lián)運行,綜合兩種開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn),既實(shí)現了快速投切,又降低了功耗。
3.采用智能型無(wú)功控制策略
采集三相電壓、電流信號,跟蹤系統中無(wú)功的變化,以無(wú)功功率為控制物理量,以用戶(hù)設定的功率因數為投切參考限量,依據模糊控制理論智能選擇電容器組合,智能投切是針對星—角結合情況。電容投切控制采用智能控制理論,動(dòng)態(tài)及時(shí)地投切電容補償,補償無(wú)功功率容量。根據配電系統三相中每一相無(wú)功功率的大小智能選擇電容器組合,依據“取平補齊”的原則投入電網(wǎng),實(shí)現電容器投切的智能控制,使補償精度高。
1)科學(xué)的電壓限制條件
可設定的過(guò)、欠壓保護值,可設置諧波電壓保護,具缺相保護功能,以無(wú)功功率為投切門(mén)限值。
2)可設置投切延時(shí)
延時(shí)時(shí)間可調(既可支持快速跟蹤無(wú)功補償,也可支持穩態(tài)補償),同組電容投切動(dòng)作時(shí)間間隔可設置,對快速跟蹤補償可設置為零。
4.集成綜合配電監測功能
綜合配電監測功能集配電變壓器電氣參數測量、記憶、通信于一體,是一套比較完整的配電運行參數測量機構,是低壓配電電網(wǎng)中考核單元線(xiàn)損的理想手段。它能隨時(shí)為電網(wǎng)管理人員提供所需要的各類(lèi)數據,是為電網(wǎng)的安全運行和經(jīng)濟運行提供可靠的管理依據,是配電電網(wǎng)動(dòng)態(tài)化系統的基本組成部分。主要功能如下:
1)實(shí)時(shí)監測配變三相數據:電壓、電流、功率、功率因數、頻率(2~25次諧波);
2)累計數據記錄、整點(diǎn)數據記錄和統計數據記錄功能,累計計量有功、無(wú)功電量;
3)查詢(xún)統計分析功能并根據輸入條件生成各種報表、曲線(xiàn)、棒圖。 一般都配有相關(guān)的后臺處理軟件,大多數可實(shí)現網(wǎng)絡(luò )多機操作與數據共享。
5.集成電壓監測功能
根據電壓檢測儀標準進(jìn)行采樣與數據統計處理,便于用戶(hù)考核電壓合格率,可用于電壓監測考核。
6.集成在線(xiàn)諧波監測功能
監測終端采用DSP作為CPU,應用FFT快速傅立葉算法,可精確計算測量出電壓、電流、功率因數、有功及無(wú)功電量等配電參數,還可以分析2~25次諧波,從而實(shí)現在線(xiàn)的諧波監測功能,該數據可根據用戶(hù)要求在后臺軟件上進(jìn)行分析處理。
7.通信
監控終端充分地考慮了設備的可持續性使用,采用標準的RS232、RS485接口,可根據用戶(hù)要求特殊配置Modem、現場(chǎng)總線(xiàn)(Profibus)等,與配網(wǎng)動(dòng)態(tài)化系統有機結合。具體通信方式有以下幾種,或是其一或是多種方式的結合。
手工抄表:有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)等多種抄表方式。
直接通信:與配電動(dòng)態(tài)化系統接口,為用戶(hù)提供了多種解決方案以適應不同的配網(wǎng)動(dòng)態(tài)化系統與子站或主站的直接通信。