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為提高供電設備效率，減少供電線路電能損失，國內外自上世紀50年代初就開始進行無功功率補償裝置的研究工作，其方法主要有兩種：一種是在電網上並聯電容器，通過提高電網的功率因數達到減少線路電壓損耗，提高供電設備利用率的目的;另外一種是在電網上並入同步電動機，通過改變同步電動機勵磁電流的方法來改變電路負載特性。其中前一種方法適用於居民、商業及小型工廠的低壓供電係統，而後一種方法適用於大型工廠中的無功功率補償。
在實際應用中，由於電路特性是隨時變化的，為了達到較好的補償效果，就必須動態跟蹤電路特性的變化，實時監測電路中U與I的相位差角，根據角的大小決定並聯電容器的值。基本的功率因數cosφ補償電路如圖1所示。
電路中的K1～Kn在自動動態補償裝置中可采用雙向可控矽，在電路工作時，一般保證cosφ<0.95，避免電路出現諧振現象，損壞電網供電設備和用電器。具體的方法是通過對電壓U和電流I的相位檢測來判斷是否並入補償電容器，並入幾個，這些都是通過控製裝置自動完成的，這就是動態無功功率補償裝置的工作原理。
2現有補償裝置存在的問題及解決方法
shangmiansuoshudefangfazhijuxianyumouyiduandianlu，bingmeiyoucongzhenggedianliwangdejiaodulaifenxi。weilemibuzheyiquexian，jiuyoubiyaoduizhenggegongdianxitongzhongdegeduandianlugonglvyinshubuchangzhuangzhijinxingjizhongtiaokong，shizhenggexitongchuyuxietiaogongzuozhuangtai。youyuxianyoudedongtaigonglvyinshubuchangzhuangzhihaimeiyoushixianzhengwangliantiao，suoyi，youbiyaozengjiadongtaigonglvyinshubuchangzhuangzhideshujutongxungongneng，jiangqigongzuozhuangtaijixiangguandedianliu、電壓、功率因數、工作溫度、環境狀態等參數發送到總調室，總調室中的主控微機則根據前端工作狀態實時調整控製參數達到整網均衡運行的目的。
另外，在分析補償過程中所提到的電容器，是按理想電容器來分析計算的，實際的電容器可等效為電阻R與電容器C並聯電路，如圖2所示，電路的矢量圖如圖3所示。由矢量圖可列式中：tgδ———為介質損耗係數;δ———為介質損耗角
由式可見：電阻R減(jian)小(xiao)，電(dian)容(rong)器(qi)介(jie)質(zhi)損(sun)耗(hao)增(zeng)加(jia)，電(dian)容(rong)器(qi)發(fa)熱(re)，電(dian)解(jie)液(ye)易(yi)枯(ku)竭(jie)使(shi)電(dian)容(rong)量(liang)減(jian)小(xiao)，補(bu)償(chang)不(bu)足(zu)。同(tong)時(shi)，電(dian)容(rong)器(qi)在(zai)密(mi)閉(bi)較(jiao)嚴(yan)時(shi)易(yi)出(chu)現(xian)爆(bao)炸(zha)現(xian)象(xiang)。為(wei)及(ji)時(shi)發(fa)現(xian)並(bing)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)，也(ye)應(ying)對(dui)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)、電容量等參數進行檢測，並將檢測結果及時發送給控製終端，便於及時維修更換，避免事故的發生。
對於功率因數補償問題，多年來，人們一直在變壓器輸出端或工廠電力入口等前端上進行無功功率補償，補償方案如圖4所示。
由圖可見，前端補償隻補償了10kV以上供電網的無功電流，400V低壓輸電網下端的無功電流並沒有得到補償，而現今居民和商業用電戶，多采用節能型日光燈照明，電路功率因數低，且得不到補償圖5為了解決這一問題，有必要開發研製一種造價低、性能好的小型動態無功功率補償裝置(MTSC)。將此裝置安裝於居民(或商業)yonghudejizhonggongdianxiangzhong，zheyangjiugouchenglexindedongtaibuchangkongzhifangan，rutuyoutukejian，caiyongzhezhongfangshihou，duiyubianyaqizhiyonghujizhongpeidianxiangzheduandianludexianlusunshiyededaolebuchang，qidailaidejingjixiaoyishixiangdangkeguande。
3動態補償裝置數據采集、傳輸控製方案的實現
3.1采集傳輸參數
(1)變壓器工作溫度T1～T6
(2)各相電源電壓UAUBUC
(3)各相電流IAIBIC
(4)功率因數cosφAcosφBcosφC
(5)無功電流IrAIrBIrC
(6)負荷饋電處電壓VaVbVc
(7)切入補償通道號Ac1～4Bc1～4Cc1～4
(8)電力電容器工作溫度t1～t12
(9)可控矽功率組件溫度tk1～tk12
(10)有功功率PAPAPA
(11)無功功率QAQBQC
(12)視在功率SASBSC
(13)台區用戶電量最多為30個單元720戶
3.2采集傳輸控製參數
(1)電力電容投切保護控製12路開關量
(2)可控矽過流保護控製12路開關量
(3)可控矽過壓保護控製12路開關量
(4)用戶竊電、欠費停/供電控製最多720個開關量
3.3采集傳輸控製係統方塊圖及各部分的作用
采集傳輸控製係統方塊圖如圖6所示。
3.3.1傳感器部分
傳感器部分將現場的電流、電壓、溫度、功率等參數變成采集傳輸控製器所能識別的信號(一般為0～5VDC輸入)，以便采集傳輸控製器對其進行分析、計算，根據分析計算結果，發出相對應的控製信息，控製係統正常工作。
3.3.2電量采集控製器電量采集控製器是集電量采集、傳輸、控製用戶停/供(gong)電(dian)以(yi)及(ji)防(fang)竊(qie)電(dian)功(gong)能(neng)為(wei)一(yi)體(ti)的(de)前(qian)端(duan)設(she)備(bei)，安(an)裝(zhuang)於(yu)用(yong)戶(hu)各(ge)單(dan)元(yuan)配(pei)電(dian)箱(xiang)中(zhong)，能(neng)實(shi)時(shi)采(cai)集(ji)用(yong)戶(hu)的(de)用(yong)電(dian)信(xin)息(xi)，並(bing)具(ju)有(you)防(fang)竊(qie)電(dian)功(gong)能(neng)，當(dang)用(yong)電(dian)戶(hu)有(you)竊(qie)電(dian)現(xian)象(xiang)發(fa)生(sheng)時(shi)，能(neng)及(ji)時(shi)發(fa)出(chu)報(bao)警(jing)信(xin)息(xi)，通(tong)過(guo)低(di)壓(ya)電(dian)力(li)線(xian)載(zai)波(bo)傳(chuan)輸(shu)給(gei)采(cai)集(ji)傳(chuan)輸(shu)集(ji)中(zhong)控(kong)製(zhi)器(qi)，采(cai)集(ji)傳(chuan)輸(shu)集(ji)中(zhong)控(kong)製(zhi)器(qi)再(zai)將(jiang)信(xin)息(xi)通(tong)過(guo)傳(chuan)輸(shu)媒(mei)體(ti)發(fa)送(song)給(gei)終(zhong)端(duan)接(jie)收(shou)控(kong)製(zhi)設(she)備(bei)(或控製竊電戶停電)。
3.3.3采集傳輸集中控製器
采集傳輸集中控製器是裝於變壓器台區內的一台主控機，它能同時采集64路信號(模擬量或數字量)，並能與30台電量采集傳輸控製器通訊，進行電量計量、遠程供/停電控製、竊(qie)電(dian)報(bao)警(jing)等(deng)操(cao)作(zuo)。同(tong)時(shi)還(hai)能(neng)與(yu)現(xian)有(you)的(de)動(dong)態(tai)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)自(zi)動(dong)補(bu)償(chang)裝(zhuang)置(zhi)相(xiang)配(pei)合(he)，將(jiang)該(gai)裝(zhuang)置(zhi)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)及(ji)相(xiang)關(guan)參(can)數(shu)通(tong)過(guo)傳(chuan)輸(shu)媒(mei)體(ti)傳(chuan)輸(shu)給(gei)終(zhong)端(duan)計(ji)算(suan)機(ji)，達(da)到(dao)全(quan)局(ju)網(wang)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)平(ping)衡(heng)補(bu)償(chang)的(de)目(mu)的(de)。
3.3.4動態功率因數補償控製器
動態功率因數補償控製器是根據電網電壓與電流的相位差來控製電力電容器組是否投切、投切極數的一種控製器，通過改變投切極數來改變無功電流大小而達到改變的目的。
3.3.5電力電容器組及可控矽開關組件
電dian力li電dian容rong器qi組zu及ji可ke控kong矽gui開kai關guan組zu件jian是shi與yu動dong態tai功gong率lv因yin數shu補bu償chang控kong製zhi器qi相xiang配pei合he，完wan成cheng動dong態tai功gong率lv因yin數shu補bu償chang的de一yi種zhong附fu屬shu組zu件jian，它ta能neng根gen據ju動dong態tai無wu功gong功gong率lv補bu償chang裝zhuang置zhi所suo發fa出chu的de控kong製zhi信xin息xi完wan成cheng相xiang關guan的de投tou切qie動dong作zuo。
以上簡述了係統組成及部分作用，其中，前端電量采集控製器是為今後推廣應用遠程電量管理而設置的，可根據實際情況決定取舍。
4結論
通過以上闡述，不難看出在原有的無功功率補償產品的基礎上，配置數據采集、傳輸、控製係統，能使整個輸電網有效地聯調，並得到很好的無功功率補償效果。
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