无功补偿自控方案在电力设计中的应用比较

师媛

摘 要：在电力供给当中，无功补偿是电力设计中一项重要的方案研究。在本文中，对无功补偿自控方案进行详细的介绍，并且根据补偿的不同方式做出相应的对比。在电力设计的过程中，由于电力需求的不同，补偿方案存在一定的差异，就单一的供电要求提出控制的方案，并且根据后期的电力使用进行回馈，对补偿方案进行不断完善，这也是为今后电力设计中电力补偿自控方案经验进行扩充。

关键词：无功补偿；自控方案；电力设计；应用比较

1 无功补偿自控方案介绍

在城市快速发展的过程中，电力需求也相应的提高。尤其是一些大型企业当中，电力需求量呈现快速增长的趋势。不同于民用供电，工业用电因其独特的运作方式，必须采用较大的变电装置，在高负荷的状态下提供功率较大且稳定的电力。使用电容补偿的方案可以将功率使用率相应的提高，同时使得在供电过程中，电力损耗降低，直接的提高了工业用电的质量。于此同时，补偿方案可以提高在长距离电力输送过程中，电力整体系统的稳定性，将三相荷载水平控制在平衡的状态下，充分的发挥了有功功率和无功功率的效能。

在电力设计无功补偿自控方案中，包含有集中补偿、分段补偿和对点补偿。集中补偿是在大容量的电容器上对母线上进行电压的补偿，将原有的调相机进行同步调试，不根据电容中电压的情况调整并联关系，利用线路输电的功率和无功损耗来对电力线路电压进行补偿。对于集中补偿，在使用中，优势主要是在容量较小的情况下对电压进行补偿。方便了小功率下的电压补偿方案的实施。分段补偿不同于集中补偿只对单一电容的补偿。在10Kv电力中，在安装在户外的架空线路上进行分段的无功补偿，也是通过提高输电的功率和无功损耗来对电力线路电压进行补偿。在具体的操作中，分段补偿优势在于补偿投资较少，成效较快，对于补偿后的电压也相对稳定。适用于功率稳定要求较高且有一定的预算要求的情况下使用。对点补偿是根据实际的输电要求进行的具体补偿方案，在用电设备附近直接进行无功补偿。有效的将用电设备中的回路电压控制在设计的范围之内。

2 无功补偿自控方案选择

在无功补偿自控方案选择中，首先要考虑的用电设备上的补偿方式，对于使用的单片机电容控制的补偿中，选择合理的补偿方案可以有效的保护电力线路的安全，选择的原则组要是电容设备的智能管控，操作方面并且在后期的使用中方便维护，也能够在发现故障的情况下及时的对电路元件进行更换。对于造价方面的问题也是补偿设备公路设计中必须考虑的问题。

在普遍的电力控制补偿方案中，对于电子元件的使用主要以组装使用为主，包括电力设备的相位单元和检测单元，在无功的环境下，使得接触设备之间的电压控制在设计的范围之内，并根据实时脉冲的情况，形成电路的自我保护。当补偿的电压值大于额定电压，从而导致出现的过载现象的发生，线路会自动启动过压保护，根据电力元件的控制来保证电力补偿设备的安全，以提高使用的寿命。在一些单位中，所使用的维护设备维修多使用人工维修，现有的电力条件下，人力维修无法满足补偿环境的精准要求，故需要对补偿方案进行不断的完善。

图一 电路补偿流程设计

在发现了人力维修设备补偿的不足之处，就需要考虑使用智能自控的补偿方案。现阶段多采用单片机智能补偿方案，在信号模块的控制之下，机械设备自动执行中央处理站的调控指令，在人机交换平台中完成电力无功补偿方案。单片机中的CMOS控制器的指令执行中，控制率可达1MIPS/MHz，在一个调控周期中可以大幅度提高代码运算的准确性，使得检测功能发挥的更加完善，彻底解决了以往人工检测中遇到的难题，实现了无功补偿的智能操控性能，保证了电力设备在使用中动态电压的平衡。

在整套的单片机智能控制电压补偿中，信号处理是一项重要的任务，在完成对A/D信号循环转换的过程中，对信号源中的数据进行样本抽取，根据得到的信号在矩阵的条件下进行计算，计算的结果可以直接反应出电力线路的工作情况，包括电力线路使用中电压的使用区间、电压是否处于过载或是欠载的条件下，根据数据的分析来知道对线路电容器进行补偿方案的选择，最终以指令的形式下达给CMOS控制器进行合理的无功补偿。

3 单片机控制下的无功补偿自控方案

单片机控制下的无功补偿自控方案主要思路是在电容控制的情况下，将电路中的主线路在检测的环境中进行脉冲的转换，根据电平的转换模式，控制电路中信号的发射时间，通过缩短和延长发生器作用的时间来进行智能的控制，并且在接受信号之后，在译码后得到信号变化的趋势，将单片机发射的信号进行放大，得到三相线路的关联模式，保障了线路在负载的情况下能和主电路进行对接实现电容的补偿。

图二 单片机控制下的无功补偿自控方案

例如，目前常用的WBB矿用隔爆型无功自动补偿装置就是由单片机为核心的控制器通过实时检测电力系统无功功率和电压、电流，分组投切电容器，实现无功功率的补偿。装置可实时显示功率因数、系统电压、负载电流、无功功率、温度、谐波百分比及电容器投切状态。并可实时在线设置变比、投入门限、切除门限、过电压、欠电压、谐波百分比上限、无功功率上下限等参数。

单片集中的模块控制是在电容过载或欠载的情况下发挥功效，保障用电系统中的电功率处于平稳的状态，用单片机控制电容的作用来限制单点电压的输出，并且在智能编程的条件下避免电力线路中出现误动作的方式，进一步控制电路故障造成的不良后果。

在工作时，并不需要由中央处理进行控制，这样一来，不仅可以更好的满足补偿电容无冲击电流的投切要求，而且又可以克服以往的执行元器件带来控制十分复杂且极易出现误动作的问题，进而可以从根本上提高系统运行的稳定性而此系统的主要工作原理为：当控制器在进行上电初始化之后，便会将INTO中断予以打开，而在相电压过零后，其过零检测模块会出现中断触发脉冲下降沿，这样系统变开始进入到中断系统当中。

4 无功补偿自控方案应用比较

通过上述分析可看出，传统电子式自动补偿控制方案，响应速度慢、线路复杂，可靠性差。基于单片机控制技术的无功补偿自控方案抗干扰能力较差，在中、高压无功补偿领域的可靠性不易保证。此外，电压等级越高的变电站其辐射范围、故障的波及面越大。而基于单片机控制技术的无功自动补偿方案具有组态方便、便于扩展、可靠性高、抗干扰能力强、线路简单以及安装维修方便等优点，是电力系统设计及成套无功补偿装置首选方案。

5 结束语

只有在选择更优化的无功补偿设计方案，才有可能大大降低电网功率因数、减少电能损耗，可以说，这对今后电网建设有着十分重要的现实意义、通过本文分析和比较，我们只需要抓住关键的技术指标，如：可靠性、经济性、安全性等，进而再对电力系统的无功补偿方案实施予以深入的研究，从而为今后电力系统设计提供更多有价值的参考。因此，在电力设计过程中，必须要确保所选的无功补偿自动控制方案科学、合理。这对提升供电可靠性、减少电能损耗等具有十分重要的意义。在文章中，根据电力线路设计的经验进行分析，详细对无功补偿的作用及具体任务做出详细的介绍，并对无功补偿的自控方案进行对比，目的是找到线路检测中最为有效的办法。

参考文献

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