自动补偿系统（共10篇）
自动补偿系统 篇1
温度补偿石英晶体振荡器(TCXO)由于具有较高的频率稳定度,作为一种高精度频率源被广泛地应用于通讯系统、雷达导航系统、精密测控系统等。温补晶振由石英晶体振荡电路和温度补偿网络两部分组成。其中,温度补偿网络的优化设计对于改善温补晶体振荡器的温频特性,提高振荡器的频率精度具有重要意义。
1 温补晶振温度补偿原理
温补晶振由石英晶体振荡电路和温度补偿网络两部分组成。典型的温补晶振原理示意图如图1所示。
振荡器的频率温度特性主要由晶体谐振器的频率温度特性决定。常用的AT切晶体谐振器的频率温度特性为三次曲线,温补晶振温度补偿的原理就是通过改变振荡回路中的负载电容,使其随温度变化来补偿谐振器由于环境温度变化所产生的频率漂移[1]。
图1中变容二极管D两端所加电压(即补偿电压)由温补网络输出,温补网络随温度自动调节输出电压,变容二极管容量随之改变,以抵消谐振器频率随温度的变化,可使输出频率基本不变。
从以上原理分析可得温补晶振补偿过程如下:
(1) 测试出补偿电压-温度曲线(V-T曲线);
(2) 根据V-T曲线数据,计算热敏网络中各电阻的阻值;
(3) 装配温补网络,测试成品振荡器f-T曲线,评价论证补偿效果[2,3]。
可以看出,获得准确的V-T曲线参数是温补晶振设计生产中的关键环节,直接关系到振荡器频率精度的高低,关系着成品温补晶振品质的优劣。
2 系统硬件组成及测试过程
温补网络补偿电压的测量多为人工手动完成。用小功率直流电压源代替温补网络,改变温度到目标点并保温,然后调节电压源输出,使振荡器输出达到中心频率,此时电压源输出即为该温度点的补偿电压;在各测试温度点重复以上操作,得到一组数据,即V-T曲线数据。这种手动测量方法效率低下,人力成本较高,而且手工记录测试数据,容易产生误差,难以实现精确快速的优质生产。
本文设计提出一种温补网络补偿电压的自动测试方法,对该过程实现了自动控制与测量。
2.1 系统硬件组成
温补网络补偿电压自动测试系统以计算机为控制核心,结合应用软件,实现了补偿电压测试过程的自动化测试。系统可以完成设备自动控制,仪器的自动测试,数据存储以及数据分析等功能,大大提高了测试速度,节省了工作时间,还可以提高测试准确度,比传统的人工手动测试具有明显的优越性。
本系统以计算机为控制中心,包括高低温箱、程控电源、数字频率计和数字万用表等设备。系统结构示意图如图2所示。
(1) 高低温箱S&A4220MR
支持GPIB接口程控,满足-50～+80 ℃测试要求,箱内的测量圈设有50个工位,每个工位通过5根导线连接一个待测补偿电压的半成品活件,分别接活件的GND,VCC,VDD,OUT和E+,高低温箱与外部仪表连接如图3所示。
(2) 程控电源Agilent3631A
支持GPIB接口程控,满足独立双路供电,其中0～6 V为E+供电,其分辨率可达2 mV以内;0～25 V为TCXO系统提供工作电压。
(3) 数字频率计EE3386A1
支持串口程控,用于获取TCXO输出频率。
(4) FLUKE45万用表
支持串口程控,用于获取TCXO内部三端稳压器的输出电压VDD,为补偿网络分析计算辅助数据。
2.2 补偿电压自动测试过程
根据系统硬件组成与测试目的要求,补偿电压自动测试过程如下:
将未装配补偿网络的待测半成品活件装入高低温箱,连接好各仪器设备,打开电源,运行程序,进行参数设置(如工作电压为8 V,中心频率为19.2 MHz,测试温度范围为-40～+70 ℃, 10 ℃步进);点击开始按钮,程序控制高低温箱自动回0号参考工位,开始降温至-40 ℃,保温30 min后,工位进1,根据1号位活件设置调节程控电源工作电压输出,获取振荡器频率,变化E+,使振荡器频率越来越接近中心频率,直到满足要求,记录此时程控电源的E+即为所测补偿电压结果,同时记录振荡器内为温补网络供电的稳压器输出电压VDD;然后高低温箱轮位进1,移向2号位测量,直到所有工位测试完毕;开始升温10 ℃至-30 ℃,保温20 min,测试记录数据,完成所有工位测试;继续升温,保温、测量,直至全部温度点测试完毕,一个测试过程完成。
3 软件组成
应用软件采用VB 6.0编写,后台数据库采用Microsoft Access数据库。运行软件,可以对程控仪器设备进行操作和控制,实现测试过程的自动控制、数据自动测试以及自动记录,为温补晶振补偿网络参数计算过程提供准确可靠的输入数据。
应用软件主要分为3个模块:活件参数管理模块,自动测试模块以及数据处理与存储模块。
3.1 活件参数管理模块
活件参数管理模块是系统控制软件的最上层,它直接面向用户,提供系统数据信息:用户在测试前需要设置相关参数,如设备信息录入,产品编号设置,高低温箱轮位、温度及步进参数等;自动测试过程中显示系统当前工作状态,如当前轮位、当前温度、E+、VDD等实时数据,也可显示其他历史数据;同时提供对用户的误操作进行处理、提示及相应的帮助系统。
3.2 自动测试模块
自动测试模块是系统功能的具体实施部分,能够对程控仪器的工作状态进行控制检测。
自动测试模块通过调用动态链接库函数VISA32.DLL来控制系统所用的GPIB设备或仪器,用VB自带 MSCOMM32.OCX控件对系统中的串口程控仪器进行控制。该测试模块是系统软件中较关键也较复杂的部分,需要充分了解仪器功能及程控指令系统,并根据控制过程安排程序指令顺序。
下面就系统中程控设备的设置控制语句做关键性说明。
(1) 高低温箱设置与控制′GPIB地址设置为3
Public Const Add4220Shui=3
′温度设置为tempX℃
Call viVPrintf(hdr3,"T<" & tempX & ">,<0>"& vbCrLf,X)
′获取当前轮位
Call viVPrintf(hdr3,"W" & vbCrLf,X)
Call viRead(hdr3,cc,1,nlist)
′高低温箱轮位进1
SetPosGo1=viVPrintf(hdr3,"I"& vbCrLf,X)
′轮位走到n
SetPosToX=viVPrintf(hdr3,"P<"& n &">"& vbCrLf,X)
′获取当前温度
Call viVPrintf(hdr3,"AT"& vbCrLf,X)
Call viRead(hdr3,cc,1,nlist)
(2) 程控电压设置与控制′设置程控电源地址为5
Public Const AddE3631A=5
′设置VCC电压为x伏
Call viWrite(hdr5,"APPLY P25V," & x,Len("APPLY P25V," & x),nCount)
′设置E+电压为y伏
Call viWrite(hdr5,"APPLY P6V," &y,Len("APPLY P6V," &y),nCount)
(3)′申请并获得EE3386A1计数器频率读数
MSComm2.Output="FE0008000800010004020C00101010"
F = MSComm2.Input
(4)′申请并获得FLUKE45万用表电压读数MSComm1.Output="VAL1 "R=MSComm1.Input
3.3 数据处理与存储模块
数据存储模块是测试系统的重要组成部分,它由活件信息表,仪器设备信息表及测试数据表等组成,主要完成系统各仪器的基本信息、测试过程及测试数据的管理工作。在系统工作界面中通过相关控件可浏览、调用、修改及编辑相关数据。
3.4 系统软件流程图
根据系统硬件组成与测试过程要求,软件流程图如图4所示。
4 结 语
本系统以计算机为控制中心,结合应用软件,实现了温补晶振补偿网络补偿电压的自动测试,系统中仪器设备的功能量程设置、数据的获取记录等均由计算机来完成,使数据更加准确、可靠,并且大大缩短了测试时间,提高了工作效率和产品质量。本系统投入使用后,经过实践和进一步改善,系统中各设备仪器工作正常有序,稳定可靠,满足了用户的需求。
参考文献
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[8]王家桢,王俊杰.检测技术与仪表[M].武汉:武汉理工大学出版社,2002.
电力自动化补偿技术分析 篇2
【关键词】电力自动化；无功补偿；电力电子技术
以电力电子技术为主体，结合智能控制技术、信息通信技术的不断发展，催生了众多电力新技术的发展。其中智能型电力自动化无功补偿技术便是其中的代表，集低压无功补偿、综合配电检测、配电台区的线损计量、电压合格率的考核、谐波检测等多功能与一体；智能型电力自动化无功补偿装置既考虑同配电自动化系统的结合，又逆补了低压无功补偿技术的不足。
一、电力系统无功补偿技術要点
1.1确定补偿容量 作为自动补偿装置其最关键的技术参数是补偿容量，它是智能补偿的基础性数据，直接关系到补偿装置的性能。补偿容量数据确定由供电和使用负荷的情况确定，这其中需要采集系统的电压和电流数据，并经过一定计算得到补偿容量。只有准确确定了补偿容量，系统才能实现正常运行。通过确定最合适的补偿点，选择最优化计算方法计算最佳补偿点，从而选取最合适的补偿容量，保证装置的可靠运行。
1.2常规补偿方式的选择 补偿方式一般分为共补、分补、综合补偿（共补与分补）。一般系统需要的补偿容量>60kvar，采用综合补偿方式。选择合适的补偿方式，既能提高电网运行效率，又能保证电压质量、降低网损。
1.3系统补偿级数的选择 利用合理的方法，选择合适的补偿级数，使系统达到最合理状态的同时又能节约成本。补偿级数越多，虽然系统补偿精度越高，但却大大增加运行的成本。因此并不是系统补偿级数越多越好而是应根据系统需要综合考虑系统的补偿级数。
1.4系统投切方式 系统的投切应根据电容器安装容量比、再结合补偿容量等利用软件控制自动选择。使用此种方法应根据需要尽可能减小装置体积，简化结构、增加可靠性。在选择投切方式的时候，与补偿级数的确定进行有效的结合，是整个系统保持平衡，达到最优化。
二、智能无功补偿技术分析
随着用电量和电力设备的增加，为满足系统的无功需求必然导致系统需要大量的无功补偿装置。随之也推动了智能无功补偿技术的应用和发展。
2.1选择补偿方式 第一种：固定补偿和动态补偿相结合。随着系统对无功要求不断增高，单纯固定补偿已无法满足要求，而新动态补偿技术适应负载变化而逐渐获得了认可。第二种：共补和分补结合。低压系统存在大量的单相设备而大功率设备往往又是三相设备，因此单纯的三相共补模式已无法满足现实需要，因此无功补偿装置朝着综合补偿技术不断迈进。第三种：稳态补偿和快速跟踪补偿相结合。此类补偿方法主要针对大型钢铁冶金企业，其有较为工艺复杂、电量需求大、负载变化较陕且波动大，采用稳态补偿和快速跟踪补偿能提高功率因数、降低损耗，增加工作效率。
2.2选择投切开关 无功补偿投切开关主要有以下几类：1、过零固态继电器，其特点是动态响应快，投切时间对电网冲击小，无涌流，有一定功耗和谐波污染，目前使用较为普遍；2、机电一体化智能复合开关：其特点是投切迅速、功耗低、成本高、可靠性也较低，应用较少；3、机电一体化智能型真空开关。其特点使用低压真空灭弧室和永磁操作机构，使电容实现过零投切，可适应电容器串联电抗器回路的投切，寿命长，有较高可靠性。
2.3无功控制措施 通过传感器采集三相电压、电流，计算出系统中的无功缺额并转化为控制量，与用户设定功率因数作为参考量，并按照模糊控制理论自动选择电容器组合。通过采用智能的控制理论，自动投切电容以补偿无功功率的方式成为智能投切方式。根据配电系统三相中每一相无功功率的大小智能化的选择电容器组合，根据取平补齐的原则投入到电网中，提高了补偿精度。主要措施有：⑴电压限制条件的科学化。智能系统中设定过、欠电压保护值，可设置禁设、禁切电压值，具缺相保护功能，以无功功率设定投切限值。（2）设置投切延时。延时时间可调，同组的电容投切动作时间间隔可以设置，对快速跟踪补偿设置可以为零。
2.4集成综合配电监测功能
智能无功补偿装置除具备最基本的无功补偿功能外，还具备配电监测功能。集配电变压器电气参数测量、记忆、通信于一体，利用完整的配电运行参数的测量机构，为电网的安全经济运行提依据。由于配电监测功能能为电力技术人员提供必要的隔离数据，因此也成为了配电电网自动化系统的基本的组成部分。
2.5模块化结构
将电容、投切开关、保护装置集成到一个单元内，制成模块化结构，便于随时更换，为系统的维护和调整带来了极大便利。因此，无功功率补偿的模块化设计也逐渐成为一种趋势。
三、电气自动化中无功补偿技术的应用
1、真空断路器投切电容器 这种方式具有结构简单、成本低，便于利用放电线圈进行放电等特点。实际运行中，由于开关投切时电容器会产生极高的电压，而已造成设备损坏。因此系统中需要串联合适的电抗器，以减少高压带来的危害。
2、可控饱和电抗器 通过调节电抗器饱和程度，改变电力回路中的电流，并使并联滤波器多余的容性无功功率被感性电流所抵消，实现功率的平衡。具有可长期投入但损耗和噪声较大，并产生一定谐波等缺点。
3、固定滤波器 固定滤波器一般配置在低压母线上，通过对母线电压进行调节，从而实现对无功功率的补偿。这种方式不但可以为补偿系统无功，同时还有消除系统谐波的作用。
4、有源滤波器与无源滤波器 目前电力系统中多采用并联电容器的方式来补偿系统的无功功率，这种方式又称为无源滤波。而随着电力电子技术的不断发展，有源滤波装置的研究逐渐成为了热门和趋势。与传统的无源滤波装置相比，有源滤波装置具有能自动采集系统无功和谐波，自动实时进行跟踪和补偿的优点，同时及时线路参数发生改变系统照样同样可以适应补偿的需要。而无源滤波器往往受系统结构和参数的影响，同时在投切过程中对系统的影响较大，且容易产生一定量的谐波等缺点。
5、并联混合有源滤波器等设备的应用 在电气自动化中应用无功补偿技术，需要技术人员及时的掌握无功补偿技术设备的发展情况。通过选择应用具有先进的无功补偿技术和设备，能够有效地提高无功补偿的效率。通过将无源和有源滤波器进行有效的结合，能够实现地域谐波的无功补偿。这种技术方案可以有效的解决电力滤波器补偿过大的问题，同时也是一些大型电气自动化系统中常用的无功补偿方案。在并联混合补偿设备中，在处理器的控制下有源滤波可以向供电系统中注入和负荷谐波大小相等相位相反的反向谐波，从而达到消除滤波的目标。在有源滤波中通过使用谐波器中剩余电流和谐波电流相反的特点，可以实现两者之间的相互抵消，从而得到控制电源电流的目标。
四、结束语
智能跟踪自动无功补偿装置通过补偿系统无功容量，进而提供系统的电压稳定性，保证电能质量，减少系统损耗，为电力系统的运行提供支持。同时智能跟踪自动补偿技术也是伴随着电力电子技术、智能监控技术、通信技术等众多技术基础上发展而来的，因此对于推动智能电网的发展提供了技术支撑。
参考文献
[1]孔明.关于电力自动化补偿技术探析[J].民营科技，2011（10）
自动补偿系统 篇3
1 掌握低压无功功率自动补偿系统的原理
电气工程人员要想在实际应用中很好地发挥低压无功补偿的作用, 就必须首先掌握电网低压侧无功功率自动补偿系统的原理。低压无功功率自动补偿系统是依靠电压、电流互感器采集供电线路中的电压、电流的数据和信息的, 输入到单片机中, 通过单片机系统中的CPU进行分析、计算, 通过输出系统把计算的结果与标准的功率因数0.9进行比较。如果功率因数大于0.9, 无功控制器就不会输出信号, 交流接触器不动作, 电容器不投切, 就不进行补偿。如果功率因数小于0.9, 无功控制器就会输出信号, 交流接触器动作, 电容器投切, 就进行补偿。通常情况下, 电压信号是从接于主母线上的B、C相上的电压互感器中采集的, 电流信号是从接于低压主柜中的母线上的A相上的电流互感器中采集的。
2 低压无功功率自动补偿系统的应用技巧
2.1 无功补偿电容器投切容量的确定方法
对于低压系统来说, 国家规定低压供电的用电单位无功因数应大于或等于0.85, 所以, 在实际安装中, 安装容量的大小应根据本单位负荷的实际情况和供电部门的要求, 确定所安装的电容器容量。由于低压系统中大多数用电设备都具有感性特点, 所以, 无功功率的电容器补偿方式, 通常采用的是共补型方式进行补偿的。在进行补偿前, 首先要考虑的是电容器投切容量的计算, 投切容量的大小, 可采用查表法和计算法求得。查表法, 就是把原本功率因数与所需功率因数两者对应所确定的系数K的大小与有功功率P的乘积, 作为所需投入补偿的电容器的容量Qc的数值。
2.2 低压无功功率自动补偿系统自动投切的判据和控制策略
无功功率自动补偿装置要想正确地投入到低压电网系统中, 不仅要考虑投入补偿的电容器的容量Qc的大小, 还要考虑到接入低压电网系统中的电压变化的情况。如果不能有效地使二者之间达到合理的搭配, 将会造成电容器组的频繁地投切、变压器的电压出现忽高忽低、忽大忽小的电压波动的情况。因此, 在进行无功功率投切电容器进行补偿的同时, 如何实现与低压系统中电压调节的合理配合, 是保证无功补偿系统可靠投切的关键。
判断无功功率设备是否需要投入到低压电路中, 如果只单纯地以功率因数的大小为判据, 这是不科学的。为了使无功功率的投切控制更合理、更准确, 就需要采用无功功率、功率因数、电压这几个参数之间的综合判据, 作为判断是否需要进行无功功率自动补偿系统的投切的依据。为了避免电容器组的投切震荡, 需要考虑系统允许一定的过补, 在具体调试过程中, 根据九区图, 通过调试无功功率上下限的数值、电压上下限的数值及ΔU值的大小, 来控制无功功率自动补偿系统的投切。在实际投切控制中, 还要注意同组电容器的动作时间间隔, 间隔时间必须大于300s, 同容量的电容器循环投切。为了防止出现瞬时干扰和投切震荡的情况, 投切算法并不以一次的计算结果立即决定是否投切, 而是计算结果连续几十秒均为同一组合时, 电容器才实行投切。
无功功率自动补偿系统投切的控制方法的分析, 通常采用的是九区图分析法。九区图是把低压系统中的无功功率和电压作为两个状态变量来描述的, 根据给定的电压、无功功率上下限, 把电压和无功功率运行的控制状态按九区划分, 以此来分析电容器组能否合理地投切和对低压电路中电压的影响。通过九区图分析系统中无功功率需求补偿的大小和系统中电压变化的关系, 根据无功功率补偿的大小值与系统中电压变化的情况, 来决定无功功率控制器是否投切。传统的九区图如图1。
传统的九区图在分析无功功率与电压关系时, 由于边界是固定的, 没有充分考虑到电路中电压与无功功率的相互关系、相互作用, 更没有考虑到无功功率的变化趋势。这样分析出来的投切过程, 容易造成系统的不稳定、不可靠, 所以, 使用时容易出现震荡和频繁动作的情况。为此, 一些专家和学者又提出了扩张后的区域图分析法。附扩张后的区域图如图2。
扩张后的区域图具有以下三个优点:
(1) 无功功率上下限, 采用斜线可以有效地保证电压质量, 提高电容器的投切效率, 减少变压器中不必要的调压。
(2) ΔU是考虑电容器投切对电压影响的控制确定值, ΔU值的确定应该比电容器投入或切除时电压波动值略大一些, 这样才能避免电容器不必要的频繁投切, 也减少了电容器的不合理投切区域。
(3) 无功功率上下限之间差值的确定, 应该是最大一组电容器容量的1.05至1.2倍之间, 这样就可以避免电容器的频繁动作。
2.3 低压无功功率补偿电容器组的连接技巧
因为电容器组按三角形连接时的电压等于按星形连接时的电压的倍, 因此, 电容器组接成三角形时的容量Q为采用星形连接时3倍。如果电容器组按三角形连接, 在三相之间, 即使出现一个电容器断线的情况, 此时整个三相线路仍能得到无功补偿;如果电容器组按星形连接时, 当一相中的电容器出现断线时, 该相就失去了无功补偿, 这将会造成三相补偿负荷不平衡。因此, 低压无功补偿中电容器组一般连接成三角形。但是美中不足的是, 当电容器采用三角形接线时, 任一电容器击穿将造成两相短路, 有可能发生电容器爆炸的事故, 而采用星形接线时, 若一相电容器击穿, 短路电流数值相对较小, 因此, 星形接线与三角形接线相比, 安全多了。
3 低压无功功率自动补偿系统的维护及注意事项
智能型无功功率控制器是属于电子器件, 在安装场所, 应做好防尘、防灰处理和保持适宜的温度等工作。投入运行后, 不能光想着这是智能型的, 可以无限期地放入电路中, 这种做法是错误的。电气工程人员平时要善于观察, 如果在路的功率因数已大于0.9以上时, 就应立即切除无功功率自动补偿控制器的开关, 使无功功率自动补偿系统退出线路。无功功率自动补偿系统在平时的运行过程中, 如果运行一段时间后, 需要停电进行检修。在停电的情况下, 要对无功补偿柜内的所有螺丝等零件进行紧固处理。如果柜内的温度过高, 还要打开柜内的电扇电源, 对补偿柜进行降温处理。同时, 在检修过程中, 观察电容器接头是否有闪络现象, 或电容器瓶是否有击穿、鼓包等现象, 如果出现这些现象, 要及时地更换电容器。在更换电容器时, 还要用仪器同时对本组中的其它电容器进行测量, 如有问题, 应一同更换。
总之, 低压无功功率自动补偿系统在低压电网系统中起着举足轻重的作用。在实际应用中, 智能型无功功率自动补偿控制系统在投入运行之前, 需要运用一定的技巧, 对其进行科学的调试工作。在接线正确的前提下, 参数调试特别重要, 它关系到控制器是否能正确进行控制电容器组并按要求进行科学投切。在调试前, 需要先看懂无功功率自动补偿控制器的说明书, 知道控制器的控制面板上各控制开关及组合的作用, 然后打开内部参数修订项, 根据判据和实测数据的大小及控制策略的要求, 调整内部参数到目标数据, 最终使无功功率自动补偿系统得以安全、有效地运行。
参考文献
[1]王雷.无功电压计算及电压无功投切判据分析[J].电力自动化设备.2001 (06) .
自动补偿系统 篇4
随着国民经济的迅速发展，城网、农网的用电量日趋增大，电网的供电质量越来越受到供电部门的重视。随着一期、二期电网改造完成，电网的供电质量得到很大改善和提高，但是还存在着功率因数偏低，无功补偿不合理、线损较大等问题。滦县电力局特别重视线损的管理，本着为用户提供高质量的电能，自身也能创造更多的经济效益的原则采取了对自己的农网10KV配网系统进行完整无功补偿的方法。以前我局只对变电站集中补偿、10KV线路固定补偿和用户端低压补偿，现根据自身线路特点，对6-10KV线路采用了先进的户外高压无功自动补偿装置。此装置根据电压、时间、功率因数、无功等参数，利用微机技术控制并联电容器组的投切，以提高功率因数、降低线耗、改善电压质量。
户外高压无功自动补偿装置的特点：
●实现了分级、多级投切，使得高压线路的无功补偿更加精细。
●采用真空接触器来投切电容器。真空接触器的触头由特殊材料制成，特别适合开断容性电流。
●高低压部件集成在一个箱体内，户外柱上安装，方便用户使用。
●可通过无线通讯模块通讯方式实现近程控制；还可根据用户特殊需求，通过GPRS和CDMA等通讯方式实现遥测控制。
●可根据实际需求，串联一定比率的电抗器，实现抑制谐波和补偿无功双重功能，可有效抑制五次、七次谐波。
1.设备选型
此次选型，涉及唐山市滦县电力局10kV晒甲坨变电站出口515线路一条，下面分别以线路现状、线路分析、设备选型、节能分析为顺序，对这条线路逐一进行分析。
1.1线路状况
线路长度：11.34km、线路总容量：12250kvA、出口电压：10KV、功率因数补偿前：0.8补偿后0.9、主干线型号：LGJ-185、线路电流：199.8A（最大负荷）、线路负载率：28%。
1.2线路分析
线路负荷较重；线路负荷分布不均匀，负荷性质为生活用电、农业灌溉和一些加工企业。由此可知，灌溉、生活用电及企业用电高峰期无功缺额最多，负荷主要集中在线路的后部，线路的功率因数为0.8左右，功率因数较低。
1.3设备选型
在10kV线路上进行单点集中补偿的最佳位置是在负荷的集中点处，这样的补偿节电效率高；对于线路较长或分支较多，分支负荷较大，负载的自然功率因数较低的线路可采用分散补偿，补偿的位置确定可选择在负荷集中的多点进行分散补偿。根据负荷的分布及线路实际情况，为了能够合理有效的对线路进行补偿，晒变515线路宜采用两点进行集中补偿。安装点（1）选在主线142#杆前，安装点（2）选在主线165#杆前。补偿的无功容量选择在平时负荷的基础上留有余量，根据补偿的无功容量大小选择补偿方式。
由提供数据和线路台账可知：安装点（1）到安装点（2）之间的配变总容量为6895kVA。安装点（2）到线路末端的配变总容量为5330kVA。
线路的负载率按用户提供的平均电流计算：
η=S′/S×100%=×U×I/S==28%
式中S′：线路实际的视在功率，kVA；
S：线路总容量，kVA；
U：线路出口电压，kV；
I：线路的最大电流，A；
安装点（1）和安装点（2）之间的有功功率为：
P=η×S×cosθ=0.28×6895×0.8=1544KW
安装点（2）到线路末端的有功功率为：
P=η×S×cosθ=0.28×5330×0.8=1193KW
式中S：安装点（1）到安装点（2）之间的配变总容量，kVA；
S：安装点（2）到线路末端的配变总容量，kVA；
cosΦ：补偿前的功率因数
补偿前功率因数以0.8计算，补偿后的功率因数达到0.9以上，需要补偿的无功容量为：
Q=P×（tg（cosΦ）-tg（cosΦ））
式中cosΦ：补偿后的功率因数
计算得知， 安装点（1）需要补偿的无功容量为454kvar，以上计算中所采用的计算数据都为额定电压10kV下的计算值， 为了电容器的安全运行现选用额定电压为11kV的电容器，则根据电容器安装容量与有效补偿容量之间的关系，可计算出需要补偿容量为544kvar，实际补偿可以选择550kvar，补偿方式为：静补50kvar+动补200kvar+动补300kvar；同理，安装点（2）需要补偿的无功容量为351kvar，实际补偿可以选择450kvar，补偿方式为：静补50kvar+动补100kvar +动补300kvar。
2.节能分析
自动补偿系统 篇5
1无功补偿形式
无功功率补偿装置在电子供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数, 降低供电变压器及输送线路的损耗, 提高供电效率, 改善供电环境, 所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个非常重要的位置。合理地选择补偿装置, 可最大限度地减少网络损耗, 提高电网质量。反之, 如选择或使用不当, 可能导致供电系统出现电压波动、谐波增大等现象。
按投切方式分类, 无功补偿可分为延时投切方式、瞬时投切方式、混合投切方式。无功功率补偿控制器有3种采样方式, 功率因数型、无功功率型、无功电流型。结合选煤厂设备和生产实际情况, 选择动态补偿的控制器进行无功补偿[2,3]。
2无功补偿装置工作原理
无功动态补偿装置由控制器、晶闸管、并联电容器、电抗器、过零触发模块、放电保护器件等组成。装置实时跟踪测量负荷的电压、电流、无功功率和功率因数, 通过计算机进行分析, 计算出无功功率, 并与预先设定的数值进行比较, 然后自动选择能达到最佳补偿效果的补偿容量, 并发出指令, 由过零触发模块判断双向可控硅的导通时刻, 实现快速、无冲击地投入并联电容器组。
3无功补偿设备选型
目前全厂主要设备均在1、2供电回路上, 故对2个回路分别进行无功补偿计算, 并进行设备的选型与配置[4]。
(1) 补偿量计算。
1回路按测试数据初始功率因数0.80, 目标功率因数0.98, 有功功率450 kW计算:补偿量 Q50=247 kVar;2回路按测试数据初始功率因数0.81, 目标功率因数0.98, 有功功率400 kW计算:补偿量 Q50=220 kVar。
(2) 补偿设备配置。
2个回路的设备配置分别见表1、表2。
4应用效果
(1) 提高了供电质量。
变压器使用裕度Sn增加15.79%;视在电流ΔI降低234 A;端电压ΔU 提高9.97 V等。自完成1、2回路无功补偿系统项目改造以来, 全厂供配电系统有了一个良好的运行环境, 功率因数一直保持在0.95以上, 供电质量稳定。
(2) 创造了可观的经济效益。
以1回路2009年7月22日8:00负荷量为参考, 功率因数0.80;投入无功自动补偿装置后, 功率因数提高到0.95, 可减收电费1.1%, 全年可以节省90 607.2元;变压器及线路损耗全年可节省49 056元;在减少谐波电流引起的损失方面, 全年可节省电费61 271元。1、2供电回路每年可直接节约费用40余万元。
提高功率因数对车集选煤厂的直接经济效益是明显的, 因为国家电价制度中, 从合理利用有限电能出发, 对不同企业的功率因数作了具体规定, 低于规定的数值, 需要多收电费, 高于规定数值, 可相应地减少电费。由于功率因数的提高, 输送无功电流的减少, 使系统不至于过载运行, 从而发挥原有设备的潜力。
参考文献
[1]董绍兵.电网环境中谐波的危害及其治理[J].低压电器, 2009 (24) :41-45.
[2]张兆亚.车间变电所无功补偿柜的改造[J].煤炭科技, 2009 (4) :46-47.
[3]傅维元.分组自动无功补偿在低压电网中的应用[J].中国新技术新产品, 2009 (24) :128.
自动补偿系统 篇6
武宁路站主体基坑开挖跨春节假期。春节前, 东区基坑第1次放坡开挖至第6道支撑位置, 架设钢支撑后, 逆筑下二层中板, 框架作为第5道混凝土支撑。春节后, 东区基坑第5道混凝土支撑达到强度, 第2次放坡开挖至坑底。西区基坑待东区结构底板完成后, 再分2次放坡开挖至坑底。
考虑到春节后继续开挖最后2层土, 围护结构如采取传统钢支撑, 预应力损失后, 围护体变形控制将难以到达预期效果。为补偿钢支撑轴向预应力, 加强对35 k V变电站的保护, 东区基坑第7道钢支撑将采用位移-压力复合控制轴力自动补偿液压支撑 (简称自补偿) 系统。
1 自补偿系统简介
1.1 构成
自补偿系统主要包括液压动力站、中央控制站、应急诊断工具箱、通信电缆、支撑油缸及液压胶管等。1套液压动力站可同时控制8个现场油缸 (对应8个钢支撑) , 实现对钢支撑轴向力的补偿。图2为自补偿系统控制机构示意图。
1.2 工作原理
在钢支撑活络端安装数控液压油缸, 并通过液压油管、数据线连接至中央控制站, 采用位移和压力双控制, 实现对钢支撑轴向力的补偿。设定支撑轴力及补偿范围, 通过电气控制对液压油缸自动补压或降压, 从而维持液压支撑的稳定[1];设定位移量, 由位移传感器监测钢支撑轴向位移变化, 超出预设时进行报警。
应用自补偿系统, 实时监测钢支撑的轴力变化, 消除钢支撑的温度应力, 根据设计规定要求实时改变轴力, 达到轴力恒定的效果, 从而有效地控制围护结构在开挖阶段的变形。
1.3 主要设备、部件的数量及作用
1) 自补偿支撑头子15个, 支撑头子的千斤顶后腔装有环形卡块, 防止活塞杆后退 (见图3) 。当油缸活塞伸出之后, 根据伸出长度在活塞杆上使用哈夫式环形卡块, 形成机械锁防止油缸活塞杆回退, 保证现场施工的安全性。
2) 液压动力站:3台 (1台备用) , 采用位移/压力综合控制, 用于补偿基坑钢管轴向支撑力。
3) 控制柜的数量与动力站相同。其分别采集钢支撑的运行数据, 并通过CAN总线[2]传送至中央控制站[3], 接受中央控制站的控制指令, 控制钢支撑的压力调节、伸缩动作以及液压泵启停等。
4) 中央控制站全面监控所有站点 (动力站及控制柜) 的实时运行情况, 包括各油缸压力及位移、设定压力泵站状态 (包括电机正常与否、过电流跳闸、液位、传感器和液压阀的电气故障等状态信息) , 以图形显示油缸压力和设定压力;设定和实时采集压力等运行参数, 并存储计算机硬盘长期保存, 按时间段等要求以图形形式显示及打印成报表, 也可将数据以EXCEL表格导出。
5) 应急诊断工具箱[4]能近距离对系统进行各项调整及设置, 特别是在支撑刚开始安装时, 可对液压支撑进行就地操作;当现场控制系统出现短期无法排除的严重电气故障时, 仍然可以通过应急诊断工具箱, 对液压支撑系统进行正常操作。
6) 另有约4套总线插头、1套PC上位机、1台PC柜柜体、1套PC监控软件及调试、1只UPS不间断电源、1只CAN-USB适配器、15根行程传感器及匹配长度的电缆、液压胶管、控制线、通信线。总线及通信电缆主要用于现场设备与控制台之间的信号传递。各个站点通过CAN总线实现数据采集及发送控制指令。
2 施工应用
2.1 施工前风险控制及预测
基坑开挖前, 采用加强围护的刚度、设置封堵墙、设置不同形式支撑以及加深围护等方法控制施工引起周围土体沉降[5]。同时, 对基坑开挖施工进行监测与变形预测。
1) 根据一级基坑的变形控制要求, 在开挖到第7道钢支撑位置期间, 围护的水平位移变形应<34 mm, 35 k V变电站的沉降应<20 mm。但在东区基坑完成第5道混凝土支撑后, 35 k V变电站累计最大沉降为28.54 mm、差异沉降9.9 mm、累计最大测斜变形为43.2 mm。
2) 若加上春节期间的停顿期变形, 在二次放坡开挖前, 35 k V变电站累计最大沉降将达29.11 mm, 超报警值9.11 mm;差异沉降8.43 mm;累计最大测斜变形44.8 mm, 超报警值10.8 mm。
2.2 自补偿系统的应用
1) 自补偿液压支撑的布置。基坑第1、5道为混凝土支撑;第3、6道为钢支撑, 埋设在侧墙内, 需使用钢套箱, 故不能加设自补偿支撑;第2道钢支撑架设较早, 围护变形小。此外, 自补偿支撑头子价格昂贵、加工数量有限, 一次最多投入15个, 只可供15根钢支撑使用。最后, 东区基坑采用纵向放坡开挖, 围护变形中间大、两端小, 故平面上自补偿支撑应尽量靠近基坑纵向中心, 并对准35 k V变电站建筑范围。
综合上述情况, 自补偿支撑应用于东区基坑的第7道钢支撑 (见图4、图5) , 底板完成后可以立即回收, 再用于西区基坑的钢支撑。
其他设备布置如图4所示:中央控制站设置在集装箱办公用房内;3个站点沿施工便道在基坑边一字排开, 间距≥20 m, 使用东、西两端的站点, 中间备用;东端站点控制8根自补偿钢支撑, 西端站点控制7根自补偿钢支撑;东区基坑第7道支撑有15根钢支撑需要进行轴力补偿。
2) 第7道支撑设计轴力及加载要求。标准段第7道支撑轴力为1 950 k N, 端头井第7道支撑轴力为2 880 k N。经计算, 第7道钢支撑预加轴力为1 560 k N。
3) 钢支撑的安装流程。将自补偿头子与钢支撑通过高强螺栓连接为整体→在钢支撑设计位置制作三角钢牛腿, 并与地下连续墙钢筋焊牢→将自补偿头子连同钢支撑一起吊装至钢牛腿平台→在钢支撑的活络头一端用油压千斤顶预撑钢支撑→在自补偿头子一端安装油管及数据线→在中控站启动自补偿支撑系统调压程序→自补偿头子通过内部千斤顶施加预应力。
4) 自补偿钢支撑吊装。自补偿钢支撑吊装方法与常规钢支撑基本相同, 但自补偿头子一端较重, 吊装时应采用2点吊, 并合理设置吊点。
现场采用50 t吊车进行支撑安装, 由于基坑宽度较大, 对撑达到21.9 m, 并在坑内设置施工栈桥, 故对整根支撑吊装存在一定困难和风险。为此, 每根支撑分2次进行安装, 即将其分成9 m和12.9 m2段, 先吊装栈桥下9 m长的一段, 再拼接12.9 m长的另一段。
5) 接头布管。在油缸上安装快换管接头, 将清洗过的油管按照预先编号连接到油缸上, 并连接好行程传感器电缆。液压泵站与助力油缸之间的管接头和软管, 要做到连接接头尽可能少、连接管路尽可能短、管路中不允许存在杂质和金属铁屑。
6) 设备安装后调试。启动泵站, 排出高压软管以及油缸内的空气, 进行程序调试、设备安装调试、系统压力设定和自动补偿装置启动等初步调试。
3 应用效果
3.1 测点布置
在东区基坑施工过程中, 为对周边建筑沉降、围护结构侧向变形、支撑轴力等进行监测, 设置了基坑监测点 (见图6) 。
3.2 监测分析
1) 第7道钢支撑轴力设定值为1 560 k N, 补偿范围为±120 k N;根据施工监测轴力数据的反馈, 监测轴力为1 551~1 629 k N。在自补偿系统未开始液压补偿前, 轴力有应力损失, 开始液压补偿后1 d, 轴力基本趋于稳定 (见图7) 。
2) 第7道支撑于2013年2月28日开挖时, 35 k V变电站沉降最大点F16为29.11 mm, 至底板3月29日完成后F16为41.07 mm, 沉降变化量为11.96 mm, 日变化量为0.4 mm (见图8) 。在2013年2月28日, 沉降已经达到29.11 mm, 占累计最大沉降的70.9%。
3) 第7道支撑于2013年2月28日开挖时, P12孔最大围护结构水平位移为44.3 mm (深度20 m位置) , 至底板3月29日完成, 最大水平位移为54.7 mm (深度22 m位置) , 水平位移变化量为10.4 mm, 日变化量为0.4 mm (见图9) 。在2013年2月28日, 地下连续墙变形已经达到44.3 mm, 占累计最大变形的79.5%。
3.3 监测结果
与传统钢支撑相比, 自补偿系统可以使支撑轴力稳定, 明显降低基坑围护结构的最大变化速率, 有效控制地下连续墙的最大变形, 缓解邻近建筑物的沉降速率, 使35 k V变电站的沉降趋于缓和, 变形曲线明显收敛。
4 结语
在中心城区进行深基坑施工时, 易引起周围土体沉降, 造成邻近建、构筑物的变形、损坏, 成为不可回避的施工难点和风险点。在确保支护体系稳定与环境变化受控状态下, 采用自补偿系统加强信息化施工, 进一步提高支撑轴力的精度和可靠性, 为工程施工的动态调整提供了依据。
在东区第7道支撑拆除后, 该套自补偿系统又被继续用于西区第4道支撑, 对控制基坑变形、保护周围建筑物起到了良好效果。自补偿系统的应用, 可为同类环境下的深基坑施工提供参考。
参考文献
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自动补偿系统 篇7
煤泥水系统是整个洗煤生产过程中最复杂、生产成本较高、直接经济效益较小,同时也是最关键的环节。煤泥水系统中药剂的添加方式及加药系统的控制策略是影响煤泥絮凝沉降效果的主要因素,因此在研究煤泥水系统过程特性的基础上,选取优化的控制策略,建立煤泥水药剂自动添加系统,对煤泥水系统的稳定运行有着重要的意义。国内外学者对煤泥水药剂自动添加系统的研究主要集中在煤泥水沉降原理和加药设备本身结构的改造上[1,2,3],对系统控制方式的研究很少。目前煤泥水药剂自动添加系统大多仍采用简单的PID控制方式[4,5],而煤泥水系统中影响煤泥絮凝沉降的因素较多,且各因素间存在较大的相关性。同时,煤泥水处理过程是一个大滞后系统,PID控制方式对这种控制对象的适应能力较差,控制效果不理想。Fuzzy-Smith补偿控制因其对大滞后系统具有较强的调节能力而广泛应用于工业控制系统中。本文在研究煤泥水絮凝沉降机理的基础上,对煤泥水系统的动态特性进行深入分析,并结合Fuzzy-Smith控制策略,建立了优化的煤泥水自动加药系统,有效解决了煤泥水处理过程的大滞后问题。
1 煤泥水加药系统过程特性分析
1.1 煤泥水处理过程的滞后性
滞后是指控制系统在时间上存在延迟。导致延迟的主要原因包括信号的采集、分析与传输,系统的容积性能等。控制系统从输入量变化时刻到输出量改变时刻的时间差称为滞后时间,存在滞后性的控制对象为滞后对象[6]。
图1为煤泥水处理过程中浓缩池絮凝沉降试验曲线。在试验过程中入料浓度值保持相对稳定,A时刻逐渐减少絮凝剂添加量,但溢流浓度却没有立即升高,直到B时刻才开始逐渐上升,到C时刻上升趋势才较为明显。当絮凝剂添加量降低到一定值并保持稳定时,溢流浓度仍在继续升高。这表明煤泥水系统有较大滞后性。
1.2 絮凝剂加药过程特性
在控制系统中,过程传递函数常用于对整个控制过程特性进行描述,因此可通过引入传递函数来建立系统输出与输入随时间变化的关系函数[6]。为便于分析,本文将煤泥水系统简化为具有纯滞后过程的惯性环节[7],用式(1)来描述:
式中:K为系统放大系数,K=Δy/Δx,Δx为输入量变化值,Δy为输出量变化值;T为惯性滞后时间;τ为纯滞后时间。
式(1)中,参数K相对容易确定,T和τ常采用图示法或计算法确定。本文采用图示法求解T和τ。在煤泥水入料流量、入料浓度、电导率和凝聚剂加药量基本不变的条件下,改变絮凝剂添加量,对溢流浓度进行在线监测及记录。设置絮凝剂初始添加量为80 L/min,每次调节时减少10 L/min,所得絮凝剂加药量-溢流浓度响应曲线如图2所示。
从图2可看出,在A1时刻瞬间降低絮凝剂加药量,溢流浓度在B1时刻才开始逐渐上升,直至C1时刻达到峰值并保持相对稳定,然后在A2时刻再次降低絮凝剂加药量,依次观察溢流浓度变化。通过多次改变絮凝剂加药量,观察并记录溢流浓度的响应时间,从而计算出絮凝剂加药过程特性传递函数的参数,结果见表1。
从表1可看出,当絮凝剂加药量在一定范围内产生阶跃变化时,系统输出量——溢流浓度的纯滞后时间与惯性滞后时间相对稳定。将表1中的K、T、τ值代入式(1),得到絮凝剂添加过程特性的传递函数:
τ/T=618.25/311.25=1.99 >> 0.3,可见絮凝剂加药过程属于大时滞性系统。
1.3 凝聚剂加药过程特性
在煤泥水入料流量、浓度、电导率和絮凝剂加药量基本不变的条件下,改变凝聚剂添加量,对溢流浓度进行在线监测并记录。设置凝聚剂初始添加量为60 L/min,每次调节时减少10 L/min,所得凝聚剂加药量-溢流浓度响应曲线如图3所示。
从图3可看出,在A1时刻瞬间降低凝聚剂加药量,溢流浓度在B1时刻才逐渐上升,直至C1时刻达到峰值并保持相对稳定,然后在A2时刻再次降低凝聚剂加药量,依次观察溢流浓度变化。通过多次改变凝聚剂加药量,观察并记录溢流浓度的响应时间,从而计算出凝聚剂加药过程特性传递函数的参数,结果见表2。
从表2可看出,凝聚剂加药量在一定范围内产生阶跃变化时,溢流浓度的纯滞后时间与惯性滞后时间相对稳定。将表2中的K、T、τ值代入式(1),得到凝聚剂添加过程特性传递函数:
τ/T=521.25/322.75=1.62 >> 0.3,可见凝聚剂加药过程也属于大时滞性系统。
2 Fuzzy-Smith补偿控制策略
很多现代工业过程具有较大的纯滞后时间,其特点是当控制作用产生后,被控参数在纯滞后时间τ范围内完全没有响应。被控参数不能及时地反映系统所承受的扰动,从而产生明显的超调,导致控制系统的稳定性变差。常规PID控制方式的超调量大,调节时间长,无法满足高控制精度的要求。
Fuzzy-Smith补偿控制即模糊Smith补偿控制,是一种将模糊控制理论与Smith补偿控制理论相结合的控制策略。它针对纯滞后系统闭环特征方程中含有的纯滞后项,在PID反馈控制基础上引入了一个预估补偿环节,从而使系统闭环特征方程不含纯滞后项,抵消纯滞后特性所造成的影响,可明显减小超调量和加速调节过程,提高控制质量[8]。Fuzzy-Smith补偿控制过程中的控制规则是整个控制系统的核心。控制规则是指控制过程中对可能出现的各种情况进行分析,并结合专家知识与经验给出解决方案。控制规则的精确性与正确性对整个控制系统的稳定性有重要影响。Fuzzy-Smith补偿控制系统原理如图4所示。
3 煤泥水自动加药系统仿真
将Fuzzy-Smith补偿控制策略与絮凝剂加药过程的特性传递函数相结合,在Matlab/Simulink环境下对加药过程进行动态仿真。絮凝剂自动加药系统仿真结构如图5所示。凝聚剂自动加药系统仿真结构与之相似,只是将K、T和τ值作相应调整。
图6为基于Fuzzy-Smith补偿控制和基于传统PID控制的煤泥水自动加药系统的输出曲线。
从图6可看出,基于Fuzzy-Smith补偿控制策略的自动加药系统在输入量发生变化时,其输出量能够在较短的时间内响应并迅速稳定,而基于传统PID控制策略的系统则需要较长时间的振荡才能达到系统设定值,而且波动较大。
4 结语
通过分析煤泥水加药系统的过程特性,得出了反映絮凝剂和凝聚剂加药过程特性的传递函数,通过参数分析确定煤泥水处理过程是一个大时滞性系统。Matlab/Simulink仿真结果表明,基于Fuzzy-Smith补偿控制策略的煤泥水自动加药系统响应速度快,有效解决了煤泥水处理过程的大时滞性问题,为煤泥水系统的药剂自动添加提供了一种优化的控制策略。
参考文献
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自动补偿系统 篇8
电容器作为变电设备中一种重要电气设备, 它的作用是在在交流电压作用下能“发”无功电力 (电容电流) , 如果把电容器并接在负荷 (如电动机) 或供电设备 (如变压器) 上运行, 那么, 负荷或供电设备要“吸收”的无功电力, 正好由电容器“发出”的无功电力供给, 并联补偿减少了线路能量损耗, 可改善电压质量, 提高功率因数, 提高系统供电能力, 在我们变电设备中常用的无功补偿装置就是高压无功并联电容器。
2 自动投切并联电容无功补偿成套装置运行情况
我公司柳沟变与2008年投入一台平高智能XBZZ-10型自动投切并联电容无功补偿成套装置, 成套装置测量部分采用平高智能的JCW-1型测量装置, 控制和保护部分采用平高智能的CK-1型控制保护装置, 补偿容量为450kvar+450kvar+300 kvar, 分三级控制, 按当时设计只能采集一台主变10k V侧电流, 2013年我公司对柳沟变进行增容改造, 新投入一台容量为5000k VA主变, 主变10k V侧电流无法接入, 经研究决定对电容器无功自动补偿控制装置进行改造, 无功自动补偿测控装置采用西安天卓公司的TZDW-C型无功自动补偿测控装置, 该装置可以同时采集两台主变主变10k V侧电流, 无功补偿容量还为450kvar+450kvar+300 kvar, 分三级控制, 保护装置采用西安天卓公司的TZRUP型电容器微机保护装置, 测控装置接线1#主变取101开关B相电流, Ⅰ段母线PT二次A、C相电压, 2#主变取102开关B相电流, Ⅱ段母线PT二次A、C相电压。
经施工后与今年6月5日电容器无功投切装置加入运行, 当时因2#主变因有缺陷, 只进行了1#主变无功自动投切试验, 无功自动投切装置运行正常, 自动投切无功容量正确, 当2#主变缺陷处理以后, 进行2#主变自动投切试验时, 无功自动投切装置不能自动投切电容器, 检查自动投切装置各项设置正确, 于是又将1#主变加入运行, 2#主变停运, 无功自动投切装置又自动投切正常, 为什么会出现以上问题呢?
3 电容器无功自动投切装置不能正确投切问题的分析
我们对电容器无功自动投切装置的接线进行检查发现, 2#主变本应取Ⅱ段母线二次A、C相电压, 当时因端子编号错误, 错将Ⅱ段母线二次A、C相电压取成了A、B相电压, 引起在2#主变运行时无功投入判据错误, 从而引起电容器无功自动投切装置不能正确动作。
根据无功计算公式Q=√3UI sinδ, 主变取B相电流, 电压只能取A、C相电压, 时才能满足无功投入判据, 满足判据, 无功自动投切装置才能进行自动投切, 否则则不能进行投切。
下面是我们对此次2#主变运行时, 电容器无功自动投切装置不能正确投切问题的分析:
(1) 在1#主变投入运行时用相位伏安表测得的数据:1#主变CT变比400/5, 当时一次电流为120A, IB=1.49, IB与UCA角度为89o (图1) 。
(2) 在2#主变投入运行时用相位伏安表测得的数据:2#主变CT变比400/5, 当时一次电流为116A, IB=1.45, IB与UCA角度为153o (图2) 。
4 结论
通过以上相量图分析主变取B相电流, 电压取A、C相电压时IB与与UAC角度为90o。才能满足无功自动补偿判据, 无功自动补偿装置能够自动投切, 当电压错误取成UAb或Ubc时IB与与UAb或Ub角度为150o。故无功自动补偿装不能够自动投切, 当然无功自动补偿装不能够自动投切的原因很多, 我们只对此种原因进行了分析, 希望能对各位同仁有所帮助。
摘要：自动补偿无功补偿装置, 它的正常运行能起到减少了线路能量损耗, 可改善电压质量, 提高功率因数, 提高系统供电能力, 现场中常出现自动补偿无功补偿装置不能自动投切的情况, 现场检修人员应能根据象征和测试结果综合判断自动补偿无功补偿装置不能自动投切的原因, 从而保证自动补偿无功补偿装置正常运行。
自动补偿系统 篇9
关键词：电力自动化；智能无功补偿技术；应用
中图分类号：TM714文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0060-01
我国社会经济快速发展，各行各业用电量也逐渐的增多，这就给电力系统供电安全提出了更高的要求。随着科技的发展，我国的电力自动化技术也已经逐渐的成熟，但是在电力系统运行过程中，技术本身还有一些地方有待改进，对电力系统的运行有一定的影响，还在一定程度上制约了电力企业的经济发展。智能无功补偿技术正好能优化电力自动化的这一缺点，促进电力自动化系统的发展，为电力企业创造更多的经济利益，为电力用户创建良好的用电环境。
1无功补偿技术在电力自动化中的应用意义
随着我国社会经济的快速发展，以及科技水平的提升社会面貌发生了巨大的变化。在电力自动化领域，由于科技水平的提升也取得了较大的进步。在变电站、高铁等系统中，电力自动化系统得到了广泛的应用。但是在电力系统运行的过程中，单相牵引负荷会发生复杂的变化，会导致电力系统中无功功率升高，并在系统中注入负序以及谐波，对电力系统安全运行造成一定的影响，同时会降低系统资源的利用率，对电力企业的经济效益造成很大的影响。目前在电力自动化系统运行过程中，谐波、无功、负序这三个问题是表现最明显的问题。国外针对这几个问题，做出了很多的研究，但是我国由于人口多，用电量大，所以对电力自动化供电造成的压力很大，电力系统非线性因素造成的不可控问题也普遍严重。由于这些问题的存在，近年来，一些大型的电机厂发生了电力事故，对电力企业造成严重的经济损失。利用无功补偿技术，能够有效的缓解电力系统中非线性问题，促进电力自动化系统的安全运行，为电力企业带来更大的经济利益，对国家电力事业的发展有重大的意义。
2电力自动化中无功补偿的应用现状分析
近几年，我国在无功补偿领域做了很多的努力，为了有效的控制电力系统非线性因素带来的不可控问题，加大了科研力度，并取得了一定的成绩。目前，我国掌握的无功补偿技术主要包括以下几种：
①真空断路投切电容器是一种无功补偿的设备，这种设备成本较低，操作简单。但是在进行合闸过程中容易产生较大的电压，导致设备损坏，另外，如果用这个设备进行频繁的投切，就会降低设备的使用寿命。
②可控饱和电抗器是通过调节电抗器的饱和程度，对整个电力回路的电流进行改变，能够使并联滤波器中产生的无功功率与感性电流进行相互抵消，并达到平衡点。但是在利用这个设备过程中会产生谐波，并且噪音较大，对设备造成一定程度的损坏。
③有源滤波器的利用，能够使电子设备中产生与负序电流相反的电流，进行相互的抵消，从而得到电源的相关要求。利用有源滤波器具有无功补偿快、调节迅速等优点，并不会产生谐波，但是这种设备成本较大，一些变电站无法进行配置。
④利用固定滤波器、电容器以及电抗器对电力系统运行过程进行调压，将这个设备连接到低压母线上，可以通过设备对低压侧母线电压进行调节，有效的降低无功功率。但是在这个过程中，需要加装晶闸管以及通断开关，这样才能够实现滤波的作用。
3智能无功补偿技术在电力自动化中的应用措施
3.1智能无功补偿方式的选择
在电力自动化中，应用智能无功补偿技术，对补偿的方式选择应该遵循以下几方面的原则：
①要坚持动态补偿与固定补偿向结合的方式。随着电力事业的发展，电力系统运行过程中负荷变化也越来越复杂，这就给无功补偿提出了更高的要求。传统的固定补偿已经不能满足日益发展的电力系统，智能补偿的方式要坚持固定补偿与动态补偿相结合的原则。
②实现智能无功补偿取药采取综合补偿的方式。越来越多的电气设备投入使用，使得电网中三相不平衡现象加剧，传统的三相共补已经不能满足目前的电力需求。采用单相补偿技术所用的成本较高。只有采用智能综合补偿的方式，共分结合，才能实现无功补偿的经济效益，并保证无功补偿的实用效果。
③快速跟踪补偿技术是一种新型的补偿技术，使其与稳定态补偿技术结合使用，是电力自动化无功补偿的一个重要的发展方向。
3.2电力自动化中智能无功补偿投切开关的选择
利用智能无功补偿技术，投切开关的选择也尤为重要，关系着无功补偿的效率以及电力系统运行的稳定性。目前补偿投切开关包括以下几种：
①固态继电器是一种常用的投切开关，利用这种设备能够在得到相关条件后迅速做出反应，并且投切过程中不会对电网造成冲击，设备的使用寿命较长。但是利用这种设备，会产生谐波，并且噪音较大，会造成一定的耗损。
②一体化智能开关。这种投切开关是将固态继电器与接触器并联使用，综合这两种设备的优点，不仅能够快速的投切，还能有效的降低能量耗损。但是这种开关的成本较高，在大范围推广中收到限制。
③智能一体化真空开关。这种设备采用低压真空技术以及永磁技术，实现了电容过零投切，并且成本适中，可靠性强，使用寿命也相对较长。
3.3智能无功补偿技术对无功控制措施
智能无功补偿技术，利用计算机采集三相电流、电压，并对电力系统中的无功变化进行跟踪，将无功功率转化为控制物理量，投切的限量需要参考电力用户设定的功率因素，并力模糊控制理论为依据，选择合理的电容器组合。进行无功补偿的过程，需要根据三相中各部分的无功功率大小，智能化的选择电容组合，并结合取平补齐的原则，这样能够有效的提升无功补偿的精度。具体的措施包括：
①科学的设置电压限制条件。在电力系统运行中，可以设置相应的禁切、禁投值，并且要根据无功功率来对投切限制值进行设定。
②合理的设定投切的延时功能，并且实现对延时时间的控制调节，这样能够及时的跟踪补偿情况，并将跟踪补偿值设置为0。
4结语
综上所述，电力企业随着我国社会科技的发展而快速发展，各行各业对电力需求量也逐渐的增大，这就给电力企业供电稳定安全性提出了更高的要求。电力系统运行过程中，负荷变化越来越复杂，非线性因素造成的不可控问题对电力系统的安全性造成影响，制约了电力企业的发展，采用智能无功补偿技术，有效的解决了这一问题，促进了电力企业的发展。
参考文献：
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电力自动化补偿技术分析 篇10
1 传统的低压无功补偿技术的特点
(1) 传统的无功补偿使用的是三相电容器, 这种电容器具有不稳定性, 信号的采集也比较单一。对于三相电的风扇等设备比较适用, 但是对于两相电的用电设备并不适用。非常容易出现欠补或者过补的情况。
(2) 传统模式的无功补偿, 大多数选择交流接触器作为其投切开关, 这样, 反应的速度较慢。同时, 投切时会出现冲击涌流, 从而缩短其使用寿命。
(3) 传统模式的无功补偿对电压的平衡关系以及部分地区的无功优化的考虑不周, 在控制无功电流, 电压和功率因数时, 多采用循环投切的方式, 有时采用编码投切。与此同时, 传统模式的无功补偿不能起到配电监测的作用。
2 电力自动化补偿技术的应用
2.1 补偿方式
电力自动化补偿技术发展迅速, 其方式主要有三种: (1) 将动态补偿运用于固定补偿中, 由于负载类型不断增多, 输电网络对无功补偿的要求也越来越严格。所以仅仅通过固定补偿的方式显然是不够的, 而动态补偿技术更先进, 将其应用于固定补偿中是必然趋势。 (2) 将单相补偿运用于三相共补中。这是由于人们所使用的用电设备, 有些是两相电, 有些是三相电, 这时候仅仅利用三相共补很容易出现不平衡现象, 因此要适当的采用单项补偿。但是由于单项补偿需要的资金多, 所以二者的合理结合是最好的方法。 (3) 稳态补偿与将快速跟踪补偿合理的运用到稳态补偿中, 这种补偿方法适用于耗电量及制作工艺等比较复杂的机械轧钢厂等。无功补偿可以起到很好的节约能力, 提高工作效率的作用。
2.2 先进投切开关的选用
(1) 过零触发固态继电器的使用:其优点为动态响应快, 没有冲击和涌流, 使用时间较长。缺点是存在一定的功能消耗以及谐波污染, 正在被广泛应用。
(2) 智能型复合开关的使用:即将固态继电器与交流接触器相结合。这样, 不但投切速度加快, 而且可以减少功耗和污染。
(3) 智能型真空开关的使用:这种开关是一种新型开关, 可以实现过零投切, 还能够完成电容器关于串联电抗器回路的投切, 性能好, 质量过关。
2.3 智能型无功控制策略的使用
即利用智能型无功控制策略对三相电压进行采集, 对无功补偿的变化进行跟踪。并且将无功功率作为控制物理量, 将功率因数作为投切参考的目标。采用智能的电容投切方式, 及时主动的完成电容的补偿。使无功功率容量得到补偿。这种方法的智能性比较高, 补偿效率更高。
2.4 综合配电监测功能的应用
综合配电监测功能包括:输配电网变压器的参数测量储存以及通信。是目前情况下比较先进的检测功能, 可以有效的测试单元线损。安全系数较高, 是配电电网自动化的基本条件。其功能主要有:对配变三相数据进行实时监测, 其中包括输变流和电压, 在线谐波, 功率因数以及频率等。
(1) 其中, 电压监测功能是利用相应的电压检测仪器进行取样和数据的分析处理, 可以提高住户的电压的质量, 对其实行严格的考核检测。电压监测的实施是综合配电功能使用的第一步。
(2) 在线谐波监测采用DSP作为监测终端, 依据一定的方法就可准确的测量和计算出输变电压和功率因数等参数。可以通过1~3次谐波分析来实现在线谐波的监测作用, 可以通过后台完成数据的处理。
(3) 在某些监控终端上采用标准的接口, 比如RS485等, 目的是实现其可持续发展。其具体的通信方式包括:手工抄表, 直接通信和与FTU的通信。手工抄表方式很多, 并且掌握。直接通信是将其与配电自动化系统连接, 可以直接给用电住户提供很多解决电力问题的方案;与FTU的通信其目的是为了从实现电能数据的一点对多点采集。
3 总结
目前, 无功补偿给电力行业带来很多方便, 电力自动化补偿是电力行业发展的必然趋势。因此, 在人们对电的依赖和使用更加频繁的今天, 如何更好的实现电力使用的安全和节能是我们应该考虑的问题, 对于相关电力部门监管人员, 应该时刻坚持以用电住户为中心, 不断的利用新的技术, 发展新的技术, 使我国的电力事业更加的发达。从而为需求不断增加的用户提供更多的方便。本文围绕无功补偿在电力电网中的应用做了仔细的分析, 我们看到, 我国的无功补偿还存在一定的问题, 需要进一步的发展。
摘要：随着智能电网的不断改善, 电力自动化已经成为电力行业发展的必然趋势。无功补偿可以有效的解决用户在用电过程中的用电浪费。包括传统的无功补偿和智能化的无功补偿。本文分析了电力自动化补偿技术的应用, 指出了电力自动化补偿的三种方式。
关键词：电力自动化技,电子技术,无功补偿
参考文献
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[2]陈睿.浅析电力自动化智能无功补偿技术[J].硅谷, 2010 (21)