無功功率補償裝置在電子供電系統(tǒng)中所承擔的作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù),降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環(huán)境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置,可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡的損耗,使電網(wǎng)質量提高。反之,如選擇或使用不當,可能造成供電系統(tǒng),電壓波動,諧波增大等諸多因素。
一、按投切方式分類:
1.延時投切方式
延時投切方式即人們熟稱的”靜態(tài)”補償方式。這種投切依靠傳統(tǒng)的接觸器的動作,當然用投切電容的接觸器專用的,它具有抑制電容的涌流作用,延時投切的目的在于防止接觸器過十頻繁的動作時,電容器造成損壞,更重要的是防備電容不停的投切導致供電系統(tǒng)振蕩,這是很危險的。當電網(wǎng)的負荷呈感性時,如電動機、電焊機等負載,這時電網(wǎng)的電流滯帶后電壓一個角度,當負荷呈容性時,如過量的補償裝置的控制器,這是電網(wǎng)的電流超前于電壓的一個角度,即功率因數(shù)超前或滯后是指電流與電壓的相位關系。通過補償裝置的控制器檢測供電系統(tǒng)的物理量,來決定電容器的投切,這個物理量可以是功率因數(shù)或無功電流或無功功率。
我們就功率因數(shù)型舉例說明:
當這個物理量滿足要求時,如COSΦ超前且≥0. 98,滯后且≥0. 95,在這個范圍內(nèi),此時控制器沒有控制信號發(fā)出,這時已投入的電容器組不退出,沒投入的電容器組也不投入。當檢測到COSΦ不滿足要求時,如COSΦ滯后且≦0. 95,那么將一組電容器投入,并繼續(xù)監(jiān)測COSΦ如還不滿足要求,控制器則延時一段時間(延時時間可整定),再投入一組電容器,直到全部投入為止。當檢測到超前信號如COSΦ≦0.98,即呈容性載荷時,那么控制器就逐一切除電容器組。要遵循的原則就是:先投入的那組電容器組在切除時就要先切除。如果把延時時間整定為300S, 而這套補償裝置有十路電容器組,
那么全部投入的時間就為30分鐘,切除也這樣。在這段時間內(nèi)無功損失補只能是逐步到位。如果將延時時間整定的很短,或沒有設定延時時間,就可能會出現(xiàn)這樣的情況。當控制器監(jiān)測到COSΦ<0.95,迅速將電容器組逐一投入,而在投入期間,此時電網(wǎng)可能已是容性負載即過補償了,控制器則控制電容器組逐一切除,周而復始,形成震蕩,導致系統(tǒng)崩潰。是否能形成振蕩與負載的性質有密切關系,所以說這個參數(shù)需要根據(jù)現(xiàn)場情況整定,要在保證系統(tǒng)安全的情況下,再考慮補償效果。
2.瞬時投切方式
瞬時投切方式即人們熟稱的“動態(tài)”補償方式,應該說它是半導體電力器件與數(shù)字技術綜合的技術結晶,實際就是一套快速隨動系統(tǒng),控制器一般能在半個周波至1個周波內(nèi)完成采樣、計算,在2個周期到來時,控制器已經(jīng)發(fā)出控制信號了。通過脈沖信號使晶閘管導通,投切電容器組大約20-30毫秒內(nèi)就完成一個全部動作,這種控制方式是機械動作的接觸器類無法實現(xiàn)的。動態(tài)補償方式作為新一代的補償裝置有著廣泛的應用前景?,F(xiàn)在很多開關行業(yè)廠都試圖生產(chǎn)、制造這類裝置目_有的生產(chǎn)廠已經(jīng)生產(chǎn)出很不錯的裝置。當然與國外同類產(chǎn)品相比從性能上、元器件的質量、產(chǎn)品結構上還有一定的差距。
3.混合投切方式
實際上就是靜態(tài)與動態(tài)補償?shù)幕旌?,一部分電容器組使用接觸器投切,而另一部分電容器組使用電力半導體器件。這種方式在一定程度上可做到優(yōu)勢互補,但就其控制技術,目前還見到完善的控制軟件,該方式用于通常的網(wǎng)絡如工礦、小區(qū)、域網(wǎng)改造,比起單一的投切方式拓寬了應用范圍,節(jié)能效果更好。補償裝置選擇非等容電容器組,這種方式補償效果更加細致,更為理想。還可采用分相補償方式,可以解決由于線路二相不平行造成的損失。
總結:
在無功功率補償裝置的應用方面,選擇那一種補償方式,還要依電網(wǎng)的狀況而定,首先對所補償?shù)木€路要有所了解,對于負荷較大且變化較快的工況電焊機、電動機的線路采用動態(tài)補償效果明顯。對于負荷相對平穩(wěn)的線路能節(jié)應采用靜態(tài)補償方式,也可使用動態(tài)補償裝置。一般電焊工作時間均在幾秒鐘以上,電動機啟動也在幾秒鐘以上,動態(tài)補償?shù)捻憫獣r間在幾十毫秒,按40毫秒考慮則從40毫秒到5秒鐘之內(nèi)是一個相對的穩(wěn)態(tài)過程,動態(tài)補償裝置能完成這個過程。