10kV線路兩路動態(tài)無功補償裝置的設計
摘要：無功補償是降低電網損耗，提高配電效率的有效手段。本文主要對10kV柱上無功補償?shù)默F(xiàn)狀進行分析，提出了基于多路動態(tài)補償?shù)乃枷耄兄屏?0KV柱上兩路編碼控制動態(tài)無功補償裝置。該裝置應用單片機技術和無線通信技術，能實時地反映電網功率因數(shù)和無功的變化狀況，動態(tài)跟蹤補償10Kv線路的無功，基本做到精補細補，而且具有“四遙”功能，可存儲兩個月的歷史數(shù)據，并可通過RS-232無線通訊進行參數(shù)設置和數(shù)據傳送。本裝置對于提高電壓合格率和降低網損有重大的意義。
1. 引 言
功率因數(shù)和無功平衡是衡量電網質量的重要標志。我國農網普遍存在供電半徑長、電壓質量差、功率因數(shù)低的狀況。如果無功能得到有效的平衡，不僅能大大降低電網的損耗，而且對提高電壓質量具有重要的意義。但是，目前我國大部分城鄉(xiāng)電網功率因數(shù)偏低，無功很不平衡。因此提高電網功率因數(shù)、平衡無功、提高電壓質量、降低線損，是電力系統(tǒng)的一個重要課題�，F(xiàn)今國內大部分的無功補償裝置都是并接電容器固定補償，不能實現(xiàn)動態(tài)跟蹤補償。另還有一部分是一路動態(tài)跟蹤補償，級數(shù)太少，不能做到精補細補。因此，如何實現(xiàn)無功多路補償，仍是國內外同行關注的熱點。
本文設計了一種基于兩路不等容編碼控制投切的無功動態(tài)補償裝置，它能隨電網無功的變化，實現(xiàn)四級補償，基本能達到精補細補的目的，使得電網的無功平衡更科學合理，因而在農網中有著廣泛的應用前景。
2. 設計思想
本文主要探討基于兩路不等容編碼投切無功補償裝置的控制原理以及實現(xiàn)的方法。在動態(tài)跟蹤無功補償裝置中，如果是單組的動態(tài)補償，就可根據電網無功以及電壓的狀況進行投切;如果是多組等容量投切補償，可根據循環(huán)投切的原理去設計控制策略;如果是多組不等容投切，其控制策略就要復雜得多。森寶公司之所以研發(fā)該產品，主要是以下兩方面的原因：
1) 降低成本。眾所周知，單組無功補償裝置不能做到精細補償，而多組等容的裝置雖能做到相對精細的補償，但是其電容器的組數(shù)要多，每組電容器都要配備相應的開關和保護設備，這就大大增加了設備的成本，使節(jié)能降損的先期投入成本較大，也使節(jié)能降損的效益降低。如果使用不等容投切，就可大大減少設備成本，使用戶的效益最大化。舉例說明，要補償300kvar的電容，級差為100kvar，如果采用等容投切，就需要3臺電容器和3臺開關，而如果采用不等容投切，采用補償一個100kvar和一個200kvar的方法，就只需要兩臺電容器和兩臺開關，這就節(jié)省了1臺開關和1套保護裝置的費用，并且減少了故障點。
2) 使裝置的體積減小，節(jié)省了空間，也減少故障點。高壓電容器的體積相對比較龐大，而且對絕緣距離有一定的要求，電容器的組數(shù)越多，那么體積就會大大增加，這就增加了施工成本和施工難度。而且，組數(shù)越多，裝置的故障點越多，使裝置的維護成本增加。使用不等容投切就可以減少這些問題。
基于以上思考，本文設計了兩路不等容投切的戶外高壓無功自動補償裝置。
3. 系統(tǒng)結構以及控制器工作原理
圖 1 系統(tǒng)工作原理圖
如圖1，控制柜內裝有兩臺高壓電容器和高壓真空接觸器，通過單片機控制高壓真空接觸器的開合，完成投切動作。采用高壓熔斷器為電容提供保護。PT采樣高壓電網的B、C相之間的線電壓，除了提供電壓信號，還為控制器和控制回路提供
