电力设计中无功补偿自控方案的应用

发表时间：2019-06-21T10:55:08.703Z 来源：《电力设备》2019年第1期作者：王笃林王凡[导读] 摘要：在电力设计之中，无功补偿自控方案是其中重要的内容，影响着电力系统运行的稳定性。

（日照阳光电力设计有限公司 276800）摘要：在电力设计之中，无功补偿自控方案是其中重要的内容，影响着电力系统运行的稳定性。对此，本文将分析电力设计中，不同无功补偿自控方案的应用，包括电子式、单片机控制技术、PLC控制技术等，以期为相关人员提供参考。

关键词：电力设计；无功补偿；自控方案；单片机；PLC 前言：根据补偿方式的差异，可以将无功补偿分为以下三种，即集中补偿、分散补偿以及就地补偿等，每一种方式适用于不同的电力设计之中。另外，结合不同的补偿控制方式，还可以将无功补偿分为电子式、单片机控制式、PLC控制式。所以，在电力设计中，需要保证无功补偿自控方案的合理性、科学性，以此来降低电能的损耗，同时提高供电的稳定性。

1.电力设计中电子式无功补偿自控方案

在电力设计的过程中，电子式无功补偿自控方案实际上是由很多不同的分立元件组成的，包括相位检测、电流检测、相位显示与无功显示、无功值运算、cosφ额定调节、电平比较、电源、定时脉冲、投切控制、过压保护、电容器组、供电系统。其中，系统中的相位、无功运算、电流检测单元、投切单元、电容器等，是影响无功补偿自动控制的主要部件。结合电子式无功补偿控制方案的结构能够发现，其具有体积大、线路复杂、元件多等缺点，同时其使用的周期相对较短。如果电子式无功补偿系统在运行的过程中发生故障问题，而工作人员没能对其进行及时维修、恢复，那么就必须对无功补偿进行手动控制，影响电力系统运行的稳定性。因此，电子式无功补偿自控方案在电力设计中的应用较少，已经逐渐被更加先进的方式所取代。

2.电力设计中单片机控制式无功补偿自控方案

一般情况下，以单片机控制技术为基础的无功补偿自控系统，所涉及的模块较多，如显示模块、信号调理模块、控制补偿模块、键盘控制模块等。在系统运行的过程中，由于其具有先进指令集、单周期执行指令时间，所以可以确定单片机1MIPS/MHz的具体数据吞吐率，以此来解决功率消耗、处理速度之间的矛盾问题。在单片机的内核之中，包含很多相关的无功补偿指令，同时还存在32个寄存器，而寄存器与逻辑运算单元相互连接，保证指令能够在同一个周期中，对两个寄存器进行同一时间的访问。除此之外，单片机控制式的无功补偿自控方案，可以在很大程度上提高代码率，同时与传统的控制器比较，其数据的吞吐率具有明显的优势。

在单片机控制式的无功补偿自控方案中，处理AVR信号的过程为：（1）A/D转换器对电力系统中的信号进行采样；（2）基于FFT算法对所采集的电力信号，进行系统的分析与处理；（3）检查、判断电力系统中，当前的电压是欠压还是过压，电流的状态是否呈现为负值；（4）根据最终的判断结果，确定是否切除电容器。实际上，以单片机控制系统为基础的无功补偿自控方案，全部都是以模块的方式进行设计的，主要的模块包括电网参数计算模块、电容器投切模块、数据采集模块、显示与键盘模块。然后，工作人员以修改程序为前提，完成系统的调试以及连接[1]。例如：ADμc812型号的单片机，其在电力设计的无功补偿自控中发挥着重要得作用，其优势主要表现为：稳定性强、成本较低、结构相对简单等，目前在电力设计中的应用较为广泛。通常投切元件会使用继电器SSR，所以在运行的过程中不需要使用CUP实现系统的控制，解决了控制复杂等相关的问题，提高电力系统运行的安全性、稳定性。

3.电力设计中PLC控制式无功补偿自控方案

以PLC控制技术为基础的无功补偿控制方案，在设计的过程中主要使用稳压电源、输出电路、相角检测电路等。但是，对于电力系统中硬件电路的控制，基本上都是通过PLC实现的，包括清零电路、译码器、可逆计数器等。由于在无功补偿自控系统的运行中，相角检测电路输出的信号相对较弱，所以并不能对PLC的输入产生促进作用，进而需要以放大的方式，对该信号进行处理，然后才能够将其作为系统的输入信号。根据系统的实际控制需求，就能够利用PLC控制技术实现无功补偿自控的基本目标[2]。但是，PLC的输入点在容量大小方面存在局限性，因此应加入中间继电器，然后才能够将其作为输出电路。

根据PLC控制式无功补偿自控的流程，其主要就是将模块化设计、结构化设计进行了有机结合，提高系统中层次的有序性、鲜明性。这样的方案设计，便于系统中的检测模块随时完成相角信息的采集，同时与既定的参数进行系统的比较、分析，确定其中不相符的参数，切除系统中的补偿电容器，提高电力系统功率的合理性、规范性。例如：以S7-200西门子PLC为基础进行无功补偿自控设计，就可以基于系统中的时钟、日历等，完成电力系统中的投切工作，如果发现检测电路、单元模块发生故障问题，根据相应的时间进行设定，就可以自动完成投切工作，减少误动作现象的发生。另外，如果系统中的PLC发生故障，软件可以自动将输出中止，同样能够避免出现误动作，提高电力系统运行的安全性、稳定性。

结语：综上所述，电力设计中无功补偿自控方案包含的方式较多，工作人员必须结合电力系统的实际需求，采用合理的无功补偿自控方案。在这一基础上，可以充分发挥无功补偿的作用与价值，提高电力系统运行的稳定性，减少电力运行过程中所产生的电能损耗，增强电力系统的经济效益、社会效益。简言之，电力设计中无功补偿自控方案的应用，必须具被针对性、科学性。

参考文献：

[1]陈超，童可君，杨艳.一种基于电子标签技术的电力安全工具系统设计与应用[J].科技创新与应用，2019（04）：86-87.

[2]吕晓慧，徐永海，张雪垠.具有电动汽车快速充电接口的电力电子变压器低压直流侧设计[J/OL].现代电力，2019（02）：40-48[2019-02-14].

低压无功补偿系统硬件设计

摘要本文主要介绍低压无功补偿装置的基本原理、控制方案以及硬件方面的选型和设计。该补偿系统采用TI公司的定点TMS320LF2812系列DSP和MCU的双控制器进行控制，TMS320LF2812为补偿装置的总控制器，具有自动采样计算、无功自动调节、故障保护、数据存储等功能。同时具备指令运算速度快（约100MIP）、运算量大的优点，同时MCU与外部设备进行通讯，互不干扰，更好的满足了实时性和精确性的要求。采用晶闸管控制投切电容器、数字液晶实时显示系统补偿情况，可以实现快速、无弧、无冲击的电容器投切。为了更详细的介绍该系统，在论文第四章设计了比较完整的各功能模块的硬件电路图，其中包括电源模块、信号变换及调理模块、AD采样模块、锁相同步采样模块、通讯模块等。关键字：低压无功补偿；晶闸管投切电容器；DSP

Abstract This paper mainly introduces the basic principle of low-voltage reactive power compensation device, control scheme and hardware selection and design. The compensation system by TI company's fixed-point tms320lf2812 series DSP and MCU dual controller control, tms320lf2812 compensation device controller with automatic sample calculation, automatic reactive power regulation, fault protection, data storage and other functions. At the same time with the instruction operation speed (about 100MIP), the advantages of large amount of computation. At the same time, MCU and peripheral equipment

电力设计中无功补偿自控方案的应用

电力设计中无功补偿自控方案的应用发表时间：2019-06-21T10:55:08.703Z 来源：《电力设备》2019年第1期作者：王笃林王凡[导读] 摘要：在电力设计之中，无功补偿自控方案是其中重要的内容，影响着电力系统运行的稳定性。（日照阳光电力设计有限公司 276800）摘要：在电力设计之中，无功补偿自控方案是其中重要的内容，影响着电力系统运行的稳定性。对此，本文将分析电力设计中，不同无功补偿自控方案的应用，包括电子式、单片机控制技术、PLC控制技术等，以期为相关人员提供参考。关键词：电力设计；无功补偿；自控方案；单片机；PLC 前言：根据补偿方式的差异，可以将无功补偿分为以下三种，即集中补偿、分散补偿以及就地补偿等，每一种方式适用于不同的电力设计之中。另外，结合不同的补偿控制方式，还可以将无功补偿分为电子式、单片机控制式、PLC控制式。所以，在电力设计中，需要保证无功补偿自控方案的合理性、科学性，以此来降低电能的损耗，同时提高供电的稳定性。 1.电力设计中电子式无功补偿自控方案在电力设计的过程中，电子式无功补偿自控方案实际上是由很多不同的分立元件组成的，包括相位检测、电流检测、相位显示与无功显示、无功值运算、cosφ额定调节、电平比较、电源、定时脉冲、投切控制、过压保护、电容器组、供电系统。其中，系统中的相位、无功运算、电流检测单元、投切单元、电容器等，是影响无功补偿自动控制的主要部件。结合电子式无功补偿控制方案的结构能够发现，其具有体积大、线路复杂、元件多等缺点，同时其使用的周期相对较短。如果电子式无功补偿系统在运行的过程中发生故障问题，而工作人员没能对其进行及时维修、恢复，那么就必须对无功补偿进行手动控制，影响电力系统运行的稳定性。因此，电子式无功补偿自控方案在电力设计中的应用较少，已经逐渐被更加先进的方式所取代。 2.电力设计中单片机控制式无功补偿自控方案一般情况下，以单片机控制技术为基础的无功补偿自控系统，所涉及的模块较多，如显示模块、信号调理模块、控制补偿模块、键盘控制模块等。在系统运行的过程中，由于其具有先进指令集、单周期执行指令时间，所以可以确定单片机1MIPS/MHz的具体数据吞吐率，以此来解决功率消耗、处理速度之间的矛盾问题。在单片机的内核之中，包含很多相关的无功补偿指令，同时还存在32个寄存器，而寄存器与逻辑运算单元相互连接，保证指令能够在同一个周期中，对两个寄存器进行同一时间的访问。除此之外，单片机控制式的无功补偿自控方案，可以在很大程度上提高代码率，同时与传统的控制器比较，其数据的吞吐率具有明显的优势。在单片机控制式的无功补偿自控方案中，处理AVR信号的过程为：（1）A/D转换器对电力系统中的信号进行采样；（2）基于FFT算法对所采集的电力信号，进行系统的分析与处理；（3）检查、判断电力系统中，当前的电压是欠压还是过压，电流的状态是否呈现为负值；（4）根据最终的判断结果，确定是否切除电容器。实际上，以单片机控制系统为基础的无功补偿自控方案，全部都是以模块的方式进行设计的，主要的模块包括电网参数计算模块、电容器投切模块、数据采集模块、显示与键盘模块。然后，工作人员以修改程序为前提，完成系统的调试以及连接[1]。例如：ADμc812型号的单片机，其在电力设计的无功补偿自控中发挥着重要得作用，其优势主要表现为：稳定性强、成本较低、结构相对简单等，目前在电力设计中的应用较为广泛。通常投切元件会使用继电器SSR，所以在运行的过程中不需要使用CUP实现系统的控制，解决了控制复杂等相关的问题，提高电力系统运行的安全性、稳定性。 3.电力设计中PLC控制式无功补偿自控方案以PLC控制技术为基础的无功补偿控制方案，在设计的过程中主要使用稳压电源、输出电路、相角检测电路等。但是，对于电力系统中硬件电路的控制，基本上都是通过PLC实现的，包括清零电路、译码器、可逆计数器等。由于在无功补偿自控系统的运行中，相角检测电路输出的信号相对较弱，所以并不能对PLC的输入产生促进作用，进而需要以放大的方式，对该信号进行处理，然后才能够将其作为系统的输入信号。根据系统的实际控制需求，就能够利用PLC控制技术实现无功补偿自控的基本目标[2]。但是，PLC的输入点在容量大小方面存在局限性，因此应加入中间继电器，然后才能够将其作为输出电路。根据PLC控制式无功补偿自控的流程，其主要就是将模块化设计、结构化设计进行了有机结合，提高系统中层次的有序性、鲜明性。这样的方案设计，便于系统中的检测模块随时完成相角信息的采集，同时与既定的参数进行系统的比较、分析，确定其中不相符的参数，切除系统中的补偿电容器，提高电力系统功率的合理性、规范性。例如：以S7-200西门子PLC为基础进行无功补偿自控设计，就可以基于系统中的时钟、日历等，完成电力系统中的投切工作，如果发现检测电路、单元模块发生故障问题，根据相应的时间进行设定，就可以自动完成投切工作，减少误动作现象的发生。另外，如果系统中的PLC发生故障，软件可以自动将输出中止，同样能够避免出现误动作，提高电力系统运行的安全性、稳定性。结语：综上所述，电力设计中无功补偿自控方案包含的方式较多，工作人员必须结合电力系统的实际需求，采用合理的无功补偿自控方案。在这一基础上，可以充分发挥无功补偿的作用与价值，提高电力系统运行的稳定性，减少电力运行过程中所产生的电能损耗，增强电力系统的经济效益、社会效益。简言之，电力设计中无功补偿自控方案的应用，必须具被针对性、科学性。参考文献： [1]陈超，童可君，杨艳.一种基于电子标签技术的电力安全工具系统设计与应用[J].科技创新与应用，2019（04）：86-87. [2]吕晓慧，徐永海，张雪垠.具有电动汽车快速充电接口的电力电子变压器低压直流侧设计[J/OL].现代电力，2019（02）：40-48[2019-02-14].

tsc无功补偿装置的设计--电气设计

TSC无功补偿装置的设计摘要：晶闸管投切电容器（TSC）是静止无功补偿技术的发展方向。根据笔者设计的一种TSC无功补偿装置，分析了TSC装置常用的主电路的特点，介绍了电容器投切判据与信号检测、零电压投入以及晶闸管触发电路等关键问题的解决方案。关键字：无功补偿晶闸管 TSC 零电压触发 DESIGN ON A TSC REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE Abstract:Thyristor switchedcapactor（TSC）is a new direction of the staticvar compensator（SVC）technology.Basing on a designproject for TSC reactive power compensation device, the characteristics of itsvarious main circuits are analysed.Some key problems on developing TSC deviceare introduced, i.e. the criterion of switched capactor,the data detectionmethod, zero-voltage switching-on,and the triggering circuit for thyristors. key words: reactive power compensation；thyristor；thyristor switched capactor；zero-voltage triggering 1 引言静止无功补偿装置（SVC）是配电网中控制无功功率的装置，它根据无功功率的需求，对无功器件（电容器和电抗器）进行投切或调节。传统的无功补偿装置采用机械开关（接触器或断路器）投切电容

无功补偿自控方案在电力设计中的运用分析

无功补偿自控方案在电力设计中的运用分析发表时间：2018-03-13T11:54:05.897Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：梁婷芳[导读] 就应促使电力系统的运作体现出现代化和智能化的特征，将先进的技术理念渗透到电力系统之中，提高电力系统的运行效率，而本文主要针对无功补偿自动方案在电力设计中的应用方式进行分析和探究，同时提出（佛山市顺德区易达电力工程有限公司 528325）摘要：最近几年来，我国的电力事业发展水平呈现着逐年递增的趋势，这一时代的发展背景下，人们对于电力的应用需求不断增加，同时也对电力供应的稳定性和安全性提出了新的要求，若想确保我国的电力事业发展步伐跟紧时代的发展趋势，就应促使电力系统的运作体现出现代化和智能化的特征，将先进的技术理念渗透到电力系统之中，提高电力系统的运行效率，而本文主要针对无功补偿自动方案在电力设计中的应用方式进行分析和探究，同时提出了自身的相关见解和思考，以下为详述。关键词：无功补偿；自控方案；电力设计；运用；分析在现阶段信息化的时代背景下，我国的电力事业实现了迅猛的发展，电力企业在此竞争力如此激烈的环境下，为了提高自身的核心竞争力，并在行业中立于不败之地，获取更高的经济收益，都会通过引入先进技术手段的方式，促使电力系统的运作体现出智能化和自动化的特征，当下，我国大型可控硅装置在电力系统中的应用越发呈现着普遍的趋势，但是，因为电力系统的运作环节，容易受到负荷功率的冲击，导致电力系统的因数相应的降低，出现电压供应不稳问题，故此，要想将此问题妥善解决，就应当提高电力系统的运行质量，减少电网的实际耗损率，运用无功补偿装置的途径，高效解决上述问题，基于此，笔者主要针对无功补偿自动技术的应用方式进行探讨，希望给有关人士以一定的借鉴和参考。一、无功功率以及无功补偿的涵义浅析电力系统的运行过程中，所涉及的因素较多，比如，电动机以及变压器等，都是常见的设备类型，这些设备的运作会应用电磁感应原理，如若设备线圈流通的为交流电，那么，此时的铁芯之中将会产生交变磁通，在它的影响下，电气设备将会完成高效的能量传递和转换，构建磁场所需的电感性电流，相位滞后电压为九十度，所属于无功电流的范畴。可见，构建感应磁通和交变磁场所需要的电功率一般被称作是无功功率，无功功率不会直接转化为机械能亦或是热能，但是，它们也并非“无用”电功率，反之它们是确保电气设备高效运行的基础条件。电网之中的无功功率不会被消耗殆尽，而后通过周期性转换的方式，与电能进行不断地转化，这一类功率一般会被称作无功功率，想要确保电力系统的运行更为高效，就应对系统之内的有功电源加以协调，同时也需要无功电源进行补充，二者所发挥的作用都是至关重要的[1]。电感元件之内的电流在做功的过程中，其中的电压如若超前于电流九十度，而此时电力系统已经与电容器相连接，此时的电压滞后电流为九十度，同处于同一个电路之中，所流过的电容设备以及流过电感设备的方向是相反的，二者相差180度，因此，电容器中所流过的电流，和用电设备之间的无功电流为相反的，可相互补偿，逐步达到减小总电流的效果[2]。故此，电力系统的运行过程中，一般都会将感性负荷以及容性功率的装置进行连接，并会将二者安置在同一个电路之中，逐步实现感性负荷和容性设备两者之间的能量转换，使其中的无功功率得到相应的补偿，这就是所谓的无功补偿。二、无功补偿自控方案的应用方式探析（一）电子式自动补偿控制方式电子式自动补偿控制方案的设计较为复杂，由许多分立元件组合而成，笔者对这些分立元件的构成进行分析和总结后，发现自动控制系统可主要分为以下几项内容，比如，电流检测单元、电容器、相位、无功运算以及投切单元等等。而后笔者又对此补偿控制方案的应用缺陷予以总结，主要表现为以下几点，比如，体积大、使用寿命短、元件种类多以及线路运维繁杂等等。（二）单片机控制方式单片机AT-mega16控制技术的自控无功方式，一般来讲，此系统的构成方式将会涉及到许多的模块内容，例如，信号调理模块、控制补偿模块、键盘控制模块以及显示模块等等。不仅如此，单片机AT-mega16的内核之中，包含有较多的指令内容，同时还有三十二个工作寄存器，这些寄存器会与逻辑运算单元实现高效的连接，这就使一个周期内的指令，需要访问两个不同类型的寄存器，此结构装置可极大的提高代码的利用效率，与普通的CTSCA相比较，数据的实际吞吐率较高[3]。此系统的设计方案，大多都是基于模块化的设计方式，包含有四个主要模块，像：数据采集模块、电网参数计算模块、显示以及键盘模块、电容器投切模块，利用修改程序的作用，逐步完成系统的运行调试和连接工作任务。当下，较为常用的方式都是运用矿用WBB隔爆型自动补充无功装置，将其作为单片机的内部控制器，进而对无功功率、内部电流以及电压等进行精准的检测，这样可为日后的无功功率补偿打下铺垫[4]。装置之中的显示模块可对电容器的无功功率、功率因数、电容器投切状态以及负载电流等予以显示。（三）基于PLC控制的无功补偿自控方案 PLC控制技术可谓是一种新式的微机技术，以此为依据，电力控制设备的运用，将会在传统的续电器亦或是触器自动系统作为框架，它的核心就是PLC控制技术，借助此技术的应用优势，无功补偿自控方案可对传统补偿模式下的相角检测回路、供应电源、主回路以及输出电路等予以沿袭，应用PLC控制技术则主要涉及延时电路、可逆计数器、译码器、加减法点平转换以及时钟脉冲发生器等等设备。值得一提的是，相角检测电路实际输出信号的能力较差，所以，很难完成PLC的驱动输入，此时，就需要作出放大信号的处理，使其转变为PLC可识别的信号形式，参照系统的指示内容，将PLC软件的应用优势凸显出来，逐步完成自动化的控制任务[5]。三、无功补偿技术的发展趋向探究自从进入到二十一世纪以来，我国的电力事业发展步伐在不断加快，其中的无功补偿装置的应用体现出普遍性，电力系统的运行过程中，可运用动态无功补偿装置，提高电力供应的稳定性，保证用户的用电质量。若想妥善解决电场并网运行电压不稳的问题，要求每一个风电场都运用适宜的途径，提高风电场的运作质量，笔者认为静止无功发生器可谓是当前最为先进的无功补偿技术手段，它可对风电场的运行过程中，对谐波以及风电无功功率实施动态补偿，从而一定程度的增强风电场电压的稳定性和安全性。结束语：

无功补偿设计原理

无功补偿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不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。一、按投切方式分类: 1. 延时投切方式延时投切方式即人们熟称的"静态"补偿方式。这种投切依靠于传统的接触器的动作，当然用于投切电容的接触器专用的，它具有抑制电容的涌流作用，延时投切的目的在于防止接触器过于频繁的动作时，电容器造成损坏，更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡，这是很危险的。当电网的负荷呈感性时，如电动机、电焊机等负载，这时电网的电流滞带后电压一个角度，当负荷呈容性时，如过量的补偿装置的控制器，这是电网的电流超前于电压的一个角度，即功率因数超前或滞后是指电流与电压的相位关系。通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量，来决定电容器的投切，这个物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率。下面就功率因数型举例说明。当这个物理量满足要求时，如cosΦ超前且>0.98，滞后且>0.95，在这个范围内，此时控制器没有控制信号发出，这时已投入的电容器组不退出，没投入的电容器组也不投入。当检测到cosΦ不满足要求时，如cosΦ滞后且<0.95，那么将一组电容器投入，并继续监测cosΦ如还不满足要求，控制器则延时一段时间（延时时间可整定），再投入一组电容器，直到全部投入为止。当检测到超前信号如cosΦ<0.98,即呈容性载荷时，那么控制器就逐一切除电容器组。要遵循的原则就是：先投入的那组电容器组在切除时就要先切除。如果把延时时间整定为300s，而这套补偿装置有十路电容器组，那么全部投入的时间就为30分钟，切除也这样。在这段时间内无功损失补只能是逐步到位。如果将延时时间整定的很短，或没有设定延时时间，就可能会出现这样的情况。当控制器监测到cosΦ〈0.95，迅速将电容器组逐一投入，而在投入期间，此时电网可能已是容性负载即过补偿了，控制器则控制电容器组逐一切除，周而复始，形成震荡，导致系统崩溃。是否能形成振荡与负载的性质有密切关系，所以说这个参数需要根据现场情况整定，要在保证系统安全的情况下，再考虑补偿效果。 2. 瞬时投切方式瞬时投切方式即人们熟称的"动态"补偿方式，应该说它是半导体电力器件与数字技术综合的技术结晶，实际就是一套快速随动系统，控制器一般能在半个周波至1个周波内完成采样、计算，在2个周期到来时，控制器已经发出控制信号了。通过脉冲信号使晶闸管导通，投切电容器组大约20-30毫秒内就完成一个全部动作，这种控制方式是机械动作的接触器类无法实现的。动态补偿方式作为新一代的补偿装置有着广泛的应用前景。现在很多开关行业厂都试图生产、制造这类装置且有的生产厂已经生产出很不错的装置。当然与国外同类产品相比从性能上、元器件的质量、产品结构上还有一定的差距。动态补偿的线路方式 (1)LC串接法原理如图1所示这种方式采用电感与电容的串联接法，调节电抗以达到补偿无功损耗的目的。从原理上分析，这种方式响应速度快，闭环使用时，可做到无差调节，使无功损耗降为零。从元件的选择上来说，根据补偿量选择1组电容器即可，不需要再分成多路。既然有这么多的优点，应该是非常理想的补偿装置了。但由于要求选用的电感量值大，要在很大的动态范围内调节，

陆上风电场无功补偿设备设计方案浅析及建议

陆上风电场无功补偿设备设计方案浅析及建议发表时间：2019-07-24T13:42:41.550Z 来源：《电力设备》2019年第5期作者：白国成[导读] 摘要：随科学技术的快速发展，风电场无功补偿设备种类越来越多，在风电场内如何快速选型，本文进行无功补偿不同产品进行对比分析，并提出推荐建议，希望能为新建风电项目无功补偿设备选型设计提供一定帮助。（华润电力控股有限公司广东省深圳 518000）摘要：随科学技术的快速发展，风电场无功补偿设备种类越来越多，在风电场内如何快速选型，本文进行无功补偿不同产品进行对比分析，并提出推荐建议，希望能为新建风电项目无功补偿设备选型设计提供一定帮助。关键词：SVG设备；水冷；集装箱式 1、概述依据《关于印发风电并网运行反事故措施要点的通知》国网电网调【2011】974号文要求，风电场应配置足够容量的动态无功补偿容量，且动态调节的相应时间不大于30ms。传统的无功补偿装置已不能满足响应时间要求，传统的SVC各类设备均已不再适用。2012年前后，市场开始推出响应时间小于30ms 的SVG设备应用于风电场。目前SVG设备也分为降压型和直挂型，安装方式分为传统建筑物方式和集装箱式；冷却方式分为风冷和水冷，新建风电项目如何快速选择最适合的项目，本文逐一进行对比分析，并提出推荐建议。 2、降压型和直挂型设备对比分析：根据运行电压等级，风电场SVG设备可以分为降压型和直挂型，对比分析如下：结论：降压式SVG设备相对成熟可靠，但是单套容量较小。建议目前在容量需求≤15Mvar及升压站尺寸充足的风电场优先使用相对成熟可靠的降压型SVG设备；在容量需求＞15Mvar的风电场内使用直挂型SVG设备。 3、SVG设备安装方式对比分析 SVG设备的安装方式有两种：传统建筑物内安装、集装箱内安装(图1)。图1 图2： SVG风冷、水冷型设备结论：集装箱式SVG设备在标准化、现场施工量、施工周期等方面优势明显，推荐使用集装箱安装方式，但需要在集装箱的防尘、防腐、强度、使用寿命等方面提出要求。 4、SVG设备冷却方式对比分析无功补偿SVG设备的冷却方式分为两种：风冷、水冷，如图2：无功补偿SVG强制风冷、水冷型设备的对比分析如下：

无功补偿方案设计注意事项

无功补偿方案设计注意事项一，无电抗 1，谐振问题 ⑴电容器自谐振：电容器的自谐振从理论上讲，理想的电容的容量越大，容抗就越小，滤波效果就越好。但是，电容都存在寄生电感( ESL)，容量大的电容一般寄生电感也大，而且寄生电感与电容本身呈串联关系，于是串联自谐振就产生了。寄生电感越大，自谐振频率越低，对高频噪声的去耦效果也越差，甚至根本起不到去耦作用。元件的物理尺寸越大，自谐振点频率也越低。实际上，所有的电容都包含一个LCR电路，这里L是和引线长度有关的电感、R是引线电阻、C是电容延伸，电感的自谐振：实际的绕线电感线圈之间有寄生电容，整个电感相当于一个LC并联谐振回路，具有一个谐振频率，即电感的自谐振频率，工作在小于谐振频率的时候呈感性，高于谐振频率的时候电感呈容性了，便不能使用了。 ⑵电容组与电网的并联谐振 K为电抗率（K=XL/XC）(没有电抗K=0) Q CX：电容器装置的谐振容量，Sd：电容器装置接入处母线的短路容量 0.38KV基准短路容量为10 MV A 注意：用Q CX与电容器装置（投入）的容量作比较。不等则不会发生并联谐振2，涌流问题

3,过电压问题接入的并联电容器将导致如下电压升高：式中：ΔU—电压升高量, kV；U—接入电容器前的电压，kV； S—电容器安装处短路容量，MVA; Q—电容器容量，Mvar 注：1MVA=1000KVA 0.38KV基准短路容量为10 MVA 二，有电抗（有谐波且记录谐波含量及次数，串联电抗） 1，谐振问题 ⑴电容器组支路串联谐振 K为电抗率n为谐振次数（f=50×n f为谐振频率） ⑵电容组与电网的并联谐振 K为电抗率（K=XL/XC） Q CX：电容器装置的谐振容量，Sd：电容器装置接入处母线的短路容量注意：用Q CX与电容器装置（投入）的容量作比较。不等则不会发生并联谐振2，涌流问题 ⑴单独一组电容器投入时，

无功补偿智能控制器设计毕业设计

科技大学本科毕业设计论文题目无功补偿智能控制器设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印

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毕业设计（论文）任务书学院信电学院专业电气工程及其自动化班级0—1班姓名一、毕业设计（论文）题目：无功补偿智能控制器设计二、毕业设计专题：基于CS5464的无功补偿控制器三、毕业设计（论文）的主要原始资料：（1）无功补偿器额定电压为380V （2）无功补偿器最小补偿容量为50Var （3）无功补偿器最大补偿容量为2kVar 四、毕业设计（论文）应解决的主要问题：（1）三相电网各参数的采样与测量（2）无功补偿装置电容器的投切策略（3）电容器的无涌流投入五、毕业设计（论文）附件（图纸、软件、译文等）：（1）主控电路原理图等（2）外文参考文献及翻译（3）六、任务发出时期：2012.4.15 毕业设计（论文）完成日期2012.6.10 指导教师签字：系主任签字：

无功补偿设计

《电力系统自动化》课程设计报告书 2016年12月课程设计报告书

化不大且不频繁操作、系统工作较平稳的场合。 (2)晶闸管电子开关，此类产品具有电压过零投入、电流过零切除、反应速度快等特性，可实现电容器的投入无涌流、切除无过压、投切无电弧的快速动态补偿功能，该装置特别适用于电容器需要频繁投切的无功补偿场合。但晶闸管也存在损耗大、散热差等不足，影响了无功补偿装置的可靠性，且成本相对过高。 (3)复合开关，复合开关的工作原理是将晶闸管和交流接触器并接，电容器投切瞬间，晶闸管工作，正常接通期间接触器可靠闭合，既有可控硅开关过零投切的优点，又有接触器无功耗的优点。投电容器时，保证电压过零合闸；切电容时，保证电流为零关断，在保证快速投切情况下，避免了涌流、谐波注入及触点烧损现象。而在正常工作时，利用接触器导通容量大、压降小、功耗小、工作可靠等优点，不会带来高温升、高能耗问题。复合开关适宜频繁操作，整机使用寿命长，价格也相对适中。要保证投切开关长期、可靠的运行，选用时必须注意以下几点： (1)投切开关的额定电流必须与投切的电容的额定电流匹配。 (2)投切开关的接线端子过流要满足额定电流。 (3)投切开关的端子的接线必须牢固可靠。四、电容器无功补偿方式电容器补偿装置可以串联补偿也可并联补偿，一般用于补偿配电网中感性负荷。在电力系统中，负载类型是多样化的，但其中以异步电动机类型的负载为最多。异步电动机类型的负载为阻感性负载，可认为是电感和电阻R串联的负载，其功率因数可用式公式计算。此时，电压U与电流I之间的相位差由补偿前的1?变小到2?，即系统的功率因数提高，如果补偿后的功率因数2cos?达到要求，则达到了无功补偿的目的。串联无功补偿串联电容器提升的末端电压的数值QcX/V随无功负荷增大而增大，减小而减小，恰与调压要求一致，这是串联电容器调压的一个显著优点。但对负荷功率因数高(cos>或者导线截面小的线路，由于PR/V分量的比重较大，串联补偿的调压效果就很小。此外，串联补偿可能会产生铁磁谐振和自励磁等许多异常现象。串联电容器与导线相串联以补偿线路的感性电抗。这将减小线路所连节点间的转移电抗，增大最大传输功率，减小实际的无功功率损耗。尽管串联电容器通常不用于电压控制，但它们确实能改善电压控制和无功功率平衡。由于串联电容器产生的无功功率随功率传输的增加而增加，在这个方面，串联电容器能自我调节。串联电容器主要用于补偿线路的部分串联感抗，从而降低输送功率时的无功功率损耗，也是得到较早应用的一种无功功率补偿装置。它是国内外电力系统在远距离输电时比较普遍采用的提高系统稳定性和输送能力的重要手段。

SVC无功补偿方案设计

工程举例 1. 已知条件某钢厂110kV 变电站，通过AC120×2的架空线与供电局110kV 变电站相连，长 11km ，钢厂110kV 母线系统短路容量Skmax=694.3MVA ，Skmin=540.5 MVA ，并作为公共电网联接点（PCC 点），钢厂主变T 1=50MVA ，三线圈变压器，110kV/35kV/6kV,变压器阻抗百分比高—中：9.5%，高—低17.43%，中—低6.53%，中压35kV 侧通过AC 240/4km 连至钢厂电炉车间35kV 母线。电炉车间有一台40t 电弧炉，炉变25MVA 阻抗8%（343V ），电炉变一次侧配有12%的前置电抗器，电弧炉（EAF 炉）短网0.65+j2.65m Ω 另有一台精炼炉（LE 炉），炉变7MVA ，阻抗8%（240V ），LE 炉短网为0.5+j2.5m Ω 2. 技术要求 2.1按国家标准设置动态无功补偿装置 2.2 PCC 点功率因数≥0.95 3. 方案设计 3.1.1 绘制钢厂所在电网系统简图 3.1.2 根据系统简图计算系统等值阻抗 a ）由系统最小短路容量Skmin 和最大短路容量Skmax 值计算阻抗标幺值 Xkmin ，Xkmax （基准容量Sj 取100MVA ） Xkmin= 5.540100 min 100= Sk =0.185 Xkmax===3 .694100 max 100Sk 0144 b ）三线圈主变压器等阻抗 ·先进行三角——星形变换（参见5.2节）ＵＴ１１= %2.10%2 53 .643.175.9=-+ ＵＴ１２=%7.0%2 43 .1753.65.9-=-+

低压无功补偿控制器设计原理及结构介绍

低压无功补偿控制器设计原理及结构介绍电力系统无功功率的平衡是电能质量的重要保证。在电力系统0.4kV低压电网中，采用无功补偿的方法来提高功率因数，减少无功损耗，是改善供电质量、减少损耗、提高设备利用率的重要手段之一。目前低压无功补偿装置多采用MCU作为主处理器，通过A/D采样电网的电压、电流参数，实时计算电网的无功功率、无功电流或功率因数，根据相应的控制策略来控制电容器组的投切，实现对电网的无功补偿。这类控制器由于A/D采样精度不高，计算量较大，对CPU计算性能要求高，软硬件设计复杂且难度大，无功补偿精度低，系统响应时间比较长等，通常只能用于对无功补偿动态响应速度要求不高的场合。鉴于此，本文提出一种基于专用电能计量芯片+MCU的新型动态无功补偿控制器。 1 控制器工作原理及硬件设计实现高精度的无功补偿的前提是能够准确的测量电网的运行参数，包括对有功功率、无功功率、能量、电网的功率因数、谐波状况等参数的采集和测量。利用ATT7022A电能计量芯片可以得到这些参数的精确值，并且简化了软件的设计。在控制策略上，许多无功补偿控制器以功率因数作为投切判据（实际上功率因数的高低并不能直接反映无功缺额

的大小），极易造成在某些情况下频繁误动。若采用无功电流判据，这比仅用功率因数作判据好些，但也不够完善。本设计采用无功缺额作为主判据，以功率因数和电压作为辅助判据的综合判据，通过执行机构实现补偿电容器的循环投切，对无功补偿电容的控制更加合理。本文选用ATT7022A 电能计量芯片搭配8位单片机ATMGAME168的设计方案，可以完成对电网运行参数及时精确地测量，实现自动无功补偿。 1.1 的结构及性能介绍 ATT7022A是一颗高精度三相电能专用计量芯片，具有l6位A/D转换精度，内嵌有专用DSP电路，集成了6路二阶sigma-delta ADC、参考电压电路以及所有功率、能量、有效值、功率因数以及频率测量的数字信号处理等电路。能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量以及无功能量，同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数，并支持全数字域的增益、相位校正，即纯软件校表。有功、无功频率校验输出CF1、CF2提供瞬时有功、无功功率信息，可以直接接到标准表，进行误差校正。ATT7022A提供一个SPI接口，方便与外部控制器之间进行计量参数以及校表参数的传递。计量模块主要是将从电压、电流采样通道来的数据进行数字高通滤波和移项滤波或相位校正进行计算，得到需

SVG无功补偿技术方案设计

恒联精密铸造科技有限公司无功补偿装置技术方案

新风光电子科技股份有限公司 2017年7月目录 1 现场供电系统简介及无功补偿分析 ............................................................................... - 1 - 2 设计目标 ............................................................................................................................. - 1 - 3 方案实施 ............................................................................................................................. - 2 - 3.1整机外形尺寸.......................................................................................................... - 2 - 3.2 电气连接图纸......................................................................................................... - 3 - 3.3控制电源................................................................................................................... - 3 - 3.4 输出谐波特性......................................................................................................... - 3 - 3.5 散热方案.................................................................................................................. - 4 - 3.6通信及监控功能...................................................................................................... - 4 - 4 SVG无功补偿方式的特点................................................................................................ - 4 -

低压电容柜方案设计

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/7d2200507.html, 低压电容柜方案设计作者：许红亚来源：《城市建设理论研究》2013年第14期摘要：无功补偿是保持电力系统无功功率平衡、降低损耗、提高供电质量的一种重要手段。无功功率补偿装置是电力供电系统中不可缺少的、非常重要的组成部分。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，提高电网的供电质量。关键词：无功补偿、静态补偿、动态补偿、采样电流中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：一、前言在我国现有的电网中，电量运行时会产生多数的感性负荷，不但使得有用功率被消耗，还造成少量的无功功率的浪费。降低了功率因素，随之而来的电网消耗无功增多，加大了线路的损耗程度。无功补偿可以提高电网的供电质量，使电力系统无功功率处于平衡状态，减小线路的损耗。因此，为了能确保提高电压的稳定性及电力系统的电压水平、这就要求我们对无功补偿进行合理的选择。另外，对无功补偿进行合理选择的另一好处就是能避免大量无功的远距离传输，使得有功损耗一定程度上有所降低，进而提高了设备的使用效率。二、无功补偿的几种分类从工作特性上对无功补偿进行分类可分为两种：动态补偿和静态补偿。动态补偿是根据可控硅对电容器的切除及投入进行控制。动态补偿的控制过程是选择电路上的电压和电容器上的电压相等时进行投入及切除操作，由于此时流经电容器及可控硅的电流基本为零，这样做可以有效避免涌流的产生，对电弧和噪音的避免也有一定效果。在无功补偿中采用可控硅进行控制，使得电容器不需要放电就能够重新投入使用，而动态响应时间基本上控制在20ms以内（一个周期），因此动态补偿适用于能够实现快速、准确地自动跟踪补偿装置之中。而静态补偿主要是采用机械式接触器投切电容器组，其适用范围主要是一些对负载变化要求比较小的场合。近期有的厂家新研制出了模块化低压智能补偿装置，使低压无功补偿更简单化、标准化。模块化结构即电子电路集成化，将采样、控制、投切、保护和电容等元件集成在标准模块内，刀开关下只有模块(将以往的控制器、接触器、继电器、电容、熔断器等都取消了)。装置投入后，当欠补时，补偿容量可随时调整，当三相不平衡时可分补，补偿方式可根据负载的变化进行调整。补偿方式更加灵活，可满足不同客户要求。

基于单片机的无功补偿器设计

基于单片机的无功补偿器设计 Design of Passive Power Compensator Based on Single-chip Microcomputer 孙立平，程耕国 SUN Li-ping，CHENG Geng-guo （武汉科技大学信息科学与工程学院高级运动控制研究室湖北武汉430081）摘要：功率因数是电力系统正常运行的重要因素之一。为了实现配电网无功补偿，设计了自动分相补偿方案，以A T89C52为核心，通过检测电路获得电压与电流的相位差，并依据九域图确定是否投切电容，使功率因数接近设定值，提高电力系统的供电质量和经济运行。经试验证明，该方案简单可靠，有应用价值。关键字：相位检测；AT89C52；无功补偿中图分类号：TP273 文献标识码：B 文章编号： 0 引言随着信息技术的不断发展，居民用电量的急速上升，电力系统中的无功功率无法得到平衡，影响了系统的正常运行，严重的甚至还会导致设备烧坏，系统瘫痪，造成用电的不便[1-2]。针对以上问题，本文采用基于AT89C52的自动补偿系统进行补偿，从而降低线损，稳定电压，保证系统可靠运行。 1 系统总体设计及原理电力系统中，各设备的参数变量基本相同，通过对某一参数的分析，便可以得到整个设备的运行情况，从而基本实现对整个系统的自动控制[3]。由于现在电网系统中三相不平衡的情况很多，三相动态补偿已无法解决不平衡的问题，因此，采用动态和分相相结合的补偿方式。其框架图如图1。图1 系统框架图系统由AT89C52、相位差检测电路、投切控制模块、显示模块、串行通信等组成。其中，互感器是将采集的线路信号转换成小信号供给相位差检测电路；相位差检测则是检测信号的功率因数；投切控制则负责电容的投切，稳定电压；显示电路进行数据的实时显示。此外，还有RS232接口等。 2 系统的硬件设计