随着我国经济发展和人民生活水平的提高,各产业和民用用电量大幅度增加,新增用电负荷中,整流和变频设备所占的比例增加,无功负荷电流和谐波电流增大供电系统损耗,谐波电流还可能引起通讯系统和计算机系统故障。在供电系统中,装设动态无功补偿和适当的滤波装置,是减少系统损耗,提高电能质量的有效措施。
传统的低压动态无功补偿装置(又称功率因数自动补偿装置)是采用模拟量或微电脑功率因数检测,通过中间继电器(或固态继电器)接通接触器、控制补偿电容器投入或切除。存在的主要问题:
(1)合闸涌流大,可达到100In(In为补偿电容器额定电流)；
(2)断开弧光大；
(3)补偿电容器及接触器易损坏；
(4)对供电系统及周围电气设备干扰大。
因此,传统的低压无功动态补偿装置,只适用于无功负荷较稳定的变电所使用。经实际调查,无功负荷经常变化的各个产业及民用变电所,使用的传统的低压动态无功补偿装置,一年后90%以上不好用,改为手动控制接触器固定补偿。使供电系统损耗增加。另外,传统的低压动态无功补偿装置,不能滤波,也不能分相补偿,不能适应多种用电负荷对无功补偿的要求。 新型低压无功动态补偿装置,采用微电脑全数字控制,通过交流无触点电子开关投切补偿电容器,全部无触点化。无合闸涌流、无断电弧光。可实现低压滤波和分相补偿。电压、电流、功率因数数字显示,代替传统指针式仪表。有通讯接口,与智能化低压电器设备配套,可实现远程监控或遥控。有保护和报警功能,调试、维护方便。
新型的与传统的低压无功动态补偿装置性能与价格比较。
从以上比较表可知,新型低压无功动态补偿装置的各项技术性能,都优于传统的补偿装置。相同的功能价格只差20%。但使用寿命长、维护工作量小、长期节能效果好。因此,新型补偿装置是传统低压无功动态补偿装置的更新换代产品。而且技术上已经成熟,有5年以上的实际运行经验。
在高压(10KV、6KV)无功补偿方面,我国目前普遍采用高压电容器固定补偿。很多变电所,为了解决无功负荷变化时,补偿容量也能变化的问题,将高压补偿电容器分为2-3组,用真空断路器人工控制。原来设想:重负荷时,补偿电容器全部投入；轻负荷时,切除1-2组补偿电容器。实际使用证明,用人工控制真空断路器,投切高压补偿电容器,会产生很大的合闸涌流和电压闪变,甚至引起系统振荡。不敢经常操作。实际还是固定补偿,常出现重负荷时欠补偿,轻负荷时过补偿,增加了供电系统损耗,增大了电压波动范围。
新型高压无功动态补偿装置,采用微电脑全数字控制,全部无接点化,不产生谐波,无合闸涌流,可有效减小电压闪变和防止系统振荡,并可实现分相补偿。可与高压滤波装置组成滤波和动态补偿成套装置。有通讯接口,便于实现远程监控或遥控。可靠性高、维护工作量小,适合中、小型变电所使用(补偿容量数百至数万 KVAR)。能减少电网电能损耗,提高供电质量。
