智能低压无功补偿装置的设计与实现

电力网在运行时，电源供给的无功功率是电能转换为其它形式能量的前提，它为电能的输送、转换创造了条件。在电力系统输送电能的过程中，无功功率不足，将使系统中输送的总电流增加、使变压器的出力减少、供电线路及系统设备有功功率损耗增大、线路末端电压下降；而对于电力用户来说，过多地从电网中吸取无功，不仅使电网电能质量下降，也影响自身的用电和生产，使企业效益下降，甚至招致罚款。因此，为了减少无功的损失和避免其在电网中的不当流动，必须进行无功补偿。而据统计，10 kV以下电压等级的网损约占整个网损的50％以上，其中又以配电变压器和用户感性负荷所消耗的无功损耗为重点，所以，将无功补偿的重点放在380 V电压等级的配电变压器和低压用户处是行之有效的降损节能措施。

1 智能低压无功补偿装置的结构

智能低压无功补偿装置主要由无功补偿控制器、智能投切开关、低压电容器等元器件组成。采用一系列国内领先的技术和最新的电子元器件及新型的机电一体化的智能复合开关，集电网监测与无功补偿于一体，不但可以补偿电网中的无功损耗，提高功率因数，降低线损，从而提高电网的负载能力和供电质量；同时还能够实时监测电网的三相电压、电流、功率因数等运行数据，可完成对整个低压配电线路的监测、分析处理、报表输出等综合管理，为低压配电线路的科学管理提供第一手的可靠数据。其原理图见图1。

图1　智能低压无功补偿装置原理图

利用双向反并联的晶闸管与磁保持开关组成的智能复合开关投切电力电容器。当断路器HS闭合后，控制器开始工作，对无功电流（功率因数）进行计算监测，当无功电流I_q值增大到设定值时，控制器对指定的复合开关输出过零触发脉冲使之导通将电容器投入运行，直到功率因数逼近设定值，当无功电流I_q值下降到低于设定值时，控制器停发触发脉冲信号而将电容器退出，以免电压过高。其工作流程见图2。

图2　智能低压无功补偿装置工作流程图