一、背 景
自動無功補(bǔ)償及濾波裝置（以下簡稱裝置）是我公司根據(jù)電力系統(tǒng)輸送電能的技術(shù)要求，結(jié)合多年研制生產(chǎn)電力自動化設(shè)備的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)的新型無功補(bǔ)償裝置。裝置為電力部門和電力用戶專門設(shè)計(jì)，能夠有效補(bǔ)償無功功率，提高電能質(zhì)量，降低損耗，是不可缺少的節(jié)能設(shè)備。同時裝置能夠提供配電運(yùn)行數(shù)據(jù)，為制定經(jīng)濟(jì)、安全的電力運(yùn)行方案和設(shè)備增容等提供一套完整的科學(xué)依據(jù)。
在電力系統(tǒng)輸送電能的過程中，無功功率不足，將使系統(tǒng)中輸送的總電流增加、使變壓器的出力減少、供電線路及系統(tǒng)設(shè)備有功功率損耗增大、線路末端電壓下降；而對于電力用戶來說，過多地從電網(wǎng)中吸取無功，不僅使電網(wǎng)電能質(zhì)量下降，也影響自身的用電和生產(chǎn)，使企業(yè)效益下降，甚至招致罰款。因此，為了減少無功的損失和避免其在電網(wǎng)中的不當(dāng)流動，必須進(jìn)行無功補(bǔ)償。
無功補(bǔ)償最好的方式是就地補(bǔ)償。采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償是一種投資少、施工簡單、見效快的補(bǔ)償方式，它可以很方便地就地控制電容投切，以減少線損，消除無功饋乏給系統(tǒng)帶來的負(fù)面影響。
另外，負(fù)荷諧波較大時，將損害普通補(bǔ)償設(shè)備的開關(guān)和電容。裝置在諧波含量超高時，有針對性地配置濾波器，從而能夠有效濾除諧波、延長設(shè)備壽命、提高補(bǔ)償效果和電能質(zhì)量。
裝置選用無功補(bǔ)償控制器作為控制核心，該控制器多達(dá)五款的產(chǎn)品支持８４２１編碼、循環(huán)投切、分相投切、綜合補(bǔ)償?shù)榷喾N控制方案，支持對諧波的測量和濾波，具備上電、掉電、過壓、欠壓、欠流等多種保護(hù)功能，是裝置優(yōu)異性能和靈活配置的基礎(chǔ)。
裝置適用于35KV一下配電網(wǎng)，可廣泛用于變電站、戶外臺式變壓器、室內(nèi)配電室、箱式變電站以及冶金、機(jī)械、礦山、鐵路、化工等企業(yè)或低壓用戶進(jìn)行自動跟蹤補(bǔ)償、配電監(jiān)測和諧波治理。
二、產(chǎn)品分類
MSC型分為低壓補(bǔ)償柜和高壓無功補(bǔ)償柜，利用電容型真空接觸器進(jìn)行投切電容器，適用于無功量比較穩(wěn)定、不需頻繁投切電容補(bǔ)償?shù)挠脩?。如開關(guān)廠、食品、大型商場、制藥業(yè)等等。如電力、石油、化工、水泥建材等。
MSC+TSC型為低壓無功補(bǔ)償柜利用復(fù)合開關(guān)進(jìn)行投切電容器，適用于無功量變化大于30s的工廠和設(shè)備。如鋼鐵、石油、化工、水泥建材、輕工業(yè)等。
TSC型為低壓無功補(bǔ)償柜利用晶閘管進(jìn)行投切電容器，適用于需快速頻繁投切電容補(bǔ)償?shù)挠脩羧珉娏?、鋼鐵、冶金、煤礦、制藥業(yè)等。
MCR型無功補(bǔ)償裝置，利用磁控電抗器進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)，具有反應(yīng)快（10ms），無觸點(diǎn)、精度高、全智能、無諧波、免維護(hù)功能?？捎糜诟叩蛪汗┡潆娤到y(tǒng)中電壓波動大、有閃電和諧波含量較高的場合。如電力、礦業(yè)、冶金、石油、化工、機(jī)械制造、水利、鋼鐵、交通運(yùn)輸?shù)取?
HLQB系列無功補(bǔ)償柜的補(bǔ)償，可以三相共補(bǔ)和分補(bǔ),也可根據(jù)不同負(fù)荷選擇不同方式型補(bǔ)償。
1．環(huán)境溫度：-25℃～+45℃。
2．相對濕度：不超過90%。
3．周圍環(huán)境無腐蝕性氣體，無導(dǎo)電塵埃，無易燃易爆的介質(zhì)存在。
4．海拔高度：不超過2000m。
5．安裝地點(diǎn)無劇烈振動及顛簸，安裝傾斜度不大于5度。
注：若有特殊環(huán)境使用條件，請?jiān)谟嗀洉r與我公司協(xié)商。
三、工作原理
HLQB系列無功補(bǔ)償柜通過柜內(nèi)裝設(shè)的自動無功補(bǔ)償控制器，自動的控制柜內(nèi)并聯(lián)電容器組的投入和切除，使電網(wǎng)的無功消耗保持在最低狀態(tài)，從而提高電網(wǎng)電壓質(zhì)量，減少輸電系統(tǒng)和變壓器的損耗。由于電力負(fù)荷帶有隨機(jī)性，三相負(fù)荷特別是無功負(fù)荷并不總是平衡的，某一相負(fù)荷的功率因數(shù)接近1而另一相的功率因數(shù)卻很低的現(xiàn)象經(jīng)常存在，裝置可以對三相中的每一相都按一定單位進(jìn)行精密步進(jìn)補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)單相精確補(bǔ)償，MCR型更是一種智能化精確的補(bǔ)償。
HLQB系列無功補(bǔ)償柜采用微機(jī)控制，分別有接觸器（MSC）投切型、復(fù)合開關(guān)（MSC+TSC）投切型、晶閘管（TSC）投切型、磁控電抗器（MCR)調(diào)節(jié)型
1、接觸器投切型：
其結(jié)構(gòu)簡單，可根據(jù)用戶的實(shí)際補(bǔ)償量來分量組合補(bǔ)償，使起精細(xì)化，以滿足用戶的補(bǔ)償要求，來達(dá)到供電質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)用戶無功量較大時可投入容量大的一組，當(dāng)無功量較小時，可投入較小的組級，當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)過補(bǔ)償時，可根據(jù)過補(bǔ)的容量大小，退出合適的容量組級。當(dāng)電網(wǎng)的無功量波動及閃頻較大時，可根據(jù)微機(jī)控制器分析判別進(jìn)行平均值的差別投入，使裝置盡可能快速調(diào)節(jié)跟蹤，使無功補(bǔ)償?shù)墓β室驍?shù)保持在0.95以上。
2、復(fù)合開關(guān)投切型：
復(fù)合開關(guān)作為投切開關(guān)具有電壓過零時投入、過零時切斷；開關(guān)接通后無功耗，不發(fā)熱，不加散熱片；輸入信號與復(fù)合開關(guān)光電隔離；內(nèi)置控制電源，無需外配電源；抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。是集傳統(tǒng)電磁式繼電器和無觸點(diǎn)開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)于一體；既不存在電磁繼電器通斷時所產(chǎn)生的電弧，又不存在無觸點(diǎn)開關(guān)長期工作時的功率消耗和諧波污染。由于采用了復(fù)合開關(guān)，投切時的浪涌電流小，無觸點(diǎn)粘住，可以較頻繁地投切，因此，可以增加投切電容器的組數(shù)以提高補(bǔ)償精度。在實(shí)際應(yīng)用中，通過控制器精確控制投切，可使功率因數(shù)保持在0.95以上。使用復(fù)合開關(guān)不僅提高了可靠性，還提高了電能質(zhì)量。它介于晶閘管投切和接觸器投切型。
3、晶閘管投切型：
晶閘管投切的速度快，反映靈敏，且根據(jù)用戶的電流、電壓及無功量控制系統(tǒng)分別進(jìn)行判別、比較、處理，然后同步觸發(fā)晶閘管的觸發(fā)角，使其進(jìn)入穩(wěn)定的投切狀態(tài)。晶閘管觸發(fā)投切實(shí)行的是過零投切，基本上不產(chǎn)生涌流情況。由于晶閘管有別于真空接觸器，其應(yīng)用方案較為復(fù)雜，對元件的耐壓、耐流、離散、散熱、同步、限壓、限流、時效等諸多方面有著較高的要求，因此，它的結(jié)構(gòu)和控制保護(hù)均復(fù)雜得多，其成本也高于真空接觸器，但由于其無觸點(diǎn)，無涌流、無反壓和跟蹤速率快以及無電弧重燃、投切時無電壓波動等特點(diǎn)，其性能遠(yuǎn)優(yōu)于真空投切，適合頻繁投切的場所和粉塵較重場所。由于投切方式和真空投切的量級基本相同，在量級分配上，可以參照真空投切的量級比來配制，量級越多，補(bǔ)償?shù)木仍礁?，晶閘管投切的基本原理同真空投切雷同，主要是根據(jù)實(shí)際補(bǔ)償量的需求，分別分級，逐步投切使功率因數(shù)在0.95以上。
4、磁控電抗器調(diào)節(jié)型：
磁控電抗器調(diào)節(jié)由并聯(lián)自動投切電容器組(兼濾波)和先進(jìn)的磁控電抗器（MCR）組成。并聯(lián)自動投切電容器組可自動實(shí)現(xiàn)三相共補(bǔ)和分相補(bǔ)償，磁控電抗器容量無級、自動、快速可調(diào)，能在10ms響應(yīng)時間內(nèi)動態(tài)跟蹤調(diào)節(jié)負(fù)荷無功、穩(wěn)定母線電壓。該裝置控制器采用32位DSP技術(shù)，能實(shí)時檢測電網(wǎng)無功和電壓參數(shù)，對電容器組和磁控電抗器實(shí)施快速、準(zhǔn)確補(bǔ)償控制。
當(dāng)系統(tǒng)無功過剩時，補(bǔ)償電容器發(fā)出的容性無功由磁控電抗器吸收；當(dāng)缺乏無功時，磁控電抗器容量減小，由補(bǔ)償電容器提供容性無功。HLDK控制器實(shí)時測量計(jì)算系統(tǒng)有功功率、無功功率、功率因數(shù)和母線電壓，并調(diào)整磁控電抗器的輸出容量，使系統(tǒng)在保證母線電壓合格的條件下，無功最小。采用磁控電抗器與電容器組相配合來調(diào)節(jié)供電系統(tǒng)的無功功率，具有不產(chǎn)生諧波，控制電路簡單，可靠性好，免維護(hù)的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對無功功率進(jìn)行快速、連續(xù)自動調(diào)節(jié)，功率因數(shù)可鎖定在一定范圍內(nèi)，精確度可以達(dá)到±1%，補(bǔ)償效果達(dá)到0.99，使供電系統(tǒng)的功率因數(shù)達(dá)到最佳狀態(tài)。
以上四種投切方式的微機(jī)控制器，均實(shí)行交直流雙電源供電方式，這樣可以達(dá)到判別準(zhǔn)確、運(yùn)行可靠和投切穩(wěn)定的目的。具體微機(jī)控制器參數(shù)，可參考微機(jī)控制器操作使用說明。
