無功功率補償的概念
交流電力系統需要電源提供兩部分能量,一部分用于做功而被消耗掉,這部分能量被轉換成機械能、光能、熱
能和化學能,這部分能量我們稱之為有功功率。另一部分能量主要用來在變壓器、電機等電力輸送、用電設備
工作時建立交變磁場,這部分能量我們稱之為無功功率。
由于電力系統中存在電動機、變壓器等大量感性無功負荷,而這些感性無功負荷需要吸收大量無功功率來建立
感應磁場,使得功率因數下降,線路損耗增加,電壓質量下降,設備利用率低。為消除系統內感性無功功率產
生的無用消耗,而達到有功功率最大限度出力的效果,必須進行無功補償。
無功補償的意義
1、穩定受電端及電網的電壓,提高供電質量;
2、改善系統穩定性,增加電網的傳輸能力,提高設備利用率;
3、補償無功功率,提高供電系統及負載的功率因數;
4、降低線路損失及輸變電變壓器的電能損失,提高其輸出能力;
5、降低設備發熱,延長其使用壽命,提高利用率;
6、降低企業用電成本。
無功補償技術的現狀
1、以接觸器作為投切開關的方式為主;
2、采用接觸器作為投切電容器的開關,電容器投入時,會產生較大的涌流,電容器切除時,會產生較高的過電壓,電容器再投入之前
需要充分的放電;
3、以等容循環投切的控制策略為主;
4、采用等容循環投切的控制策略時,分組較粗、補償精度較差,用電系統長期處于欠補償狀態,平均功率因數低;
5、一般采用普通型控制器
普通型控制器的功能比較簡單,不能滿足先進
(需要多種保護功能)的補償系統的控制要求,控制器的抗干擾能力差,經常出現誤動作
或死機現象,不適合
(或不能夠)在有諧波的系統中工作;
保護措施不完善或沒有,在補償設備出現異常時,不能實施有效的保護;
成套裝置的制作一般采用分離元器件,柜體內部結構復雜,組裝工藝難度大;
6、元器件整體質量水平不高
由于元器件分別在不同的生產廠家購買,而元器件質量水平參差不齊,各種元器件之間的參數配合
(匹配)不準確或不合理,造成補償
設備運行不可靠,故障率高。
現有補償技術及裝置帶來的不良現象
1、質量、性能很差的產品長期主導我國無功補償設備的市場;
2、對補償系統要求較高的場所的設備,長期被國外“品牌”的產品所占領;
3、維修工作量大、費用高;
4、據有關部門的調查、統計資料得知,我國在用的傳統無功補償裝置,真正能夠正常運行并起到作用的還不足30%,也就是說,大部分
的補償設備不能正常工作或不能滿足其設計要求,這不但浪費了大量的人力和物力,而且沒有起到節能的作用,造成了社會資源極大
的浪費,最終用戶也產生了額外的費用支出。
原因分析
隨著我國現代工業進程的飛速發展,電網結構發生了巨大的變化,鑒于大量的非線性負載
(整流器、變頻器、開關電源等電力電子設備)的
廣泛應用,使得電網中的諧波大量存在,諧波對電能質量的影響越來越嚴重。
1、舊的傳統觀念的影響
由于各方面對
“電能質量”概念的理解、認識不到位,對電網被“污染”后所可能造成的后果及影響重視不足,而且僅考慮眼前或
局部的利益。
2、標準水平低且執行不力
目前我國與
“電能質量”相關的國家及行業標準、法規嚴重滯后,現行標準的水平太低,許多方面甚至處于空白狀態。即使現行的
標準,其執行及監督力度也遠遠不夠,甚至在不少地區及行業存在著
“有法不依”的現象。
3、成套產品結構及工藝落后
目前絕大多數無功補償成套設備生產企業,仍在采用分離元器件及傳統的組裝工藝生產補償柜,故其存在的固有缺陷及造成的后果
仍在繼續。而用戶為了降低投資成本,就只會關注補償設備的色對成本,只要能夠驗收,其它方面的要求也就不考慮了,這也為低
劣質量的補償設備提供了市場空間。
產品創新
針對以上情況,
本公司開發
Z
UIC智能式低壓電力電容器,
采用智能電容器組裝的無功補償裝置主要特點有:
1、模塊化結構。融合電力電子、計算機、軟件、通信、電力等技術將數據檢測、投切機構、電容器、保護、通信
等所有功能元件集成在一個單元內,形成標準化模塊,結構與功能模塊化,根據用戶不同要求自由組合,便于
設備在使用現場的維修與調整。
2、先進的智能投切裝置。可控硅無功耗開關無縫軟連接,采用微機智能控制,實現過零投切,投切成功后,無功
耗開關投入,可控硅再退出,運行功耗低、涌流小、諧波影響微弱,可控硅、無功耗開關和控制電路的使用壽
命長。
3、通信:充分地考慮設備的可持續性使用,
采用
RS
485接口,
也可根據用戶特殊要求配置
Modem、現場總線、
紅外、藍牙等,與配網自動化裝置有機結合。
4、采用智能型無功控制策略。以無功功率為控制物理量,以用戶設定的功率因數為投切參考值,靜態補償與動態
補償相結合,三相共補與分相補償相結合,穩態補償與快速跟蹤補償相結合,依據模糊控制理論智能選擇電容
器組合,自動及時地投切電容器補償無功功率容量。根據配電裝置三相中每一相無功功率的大小智能選擇電容
器組合,依據
“取平補齊”的原則投入電網,提高補償精度。電壓智能控制,以無功功率為投切門限值,可設
置投切延時,延時時間可調,既可支持快速跟蹤無功補償,也可支持穩態補償。
5、采集三相電壓、三相電流信號及設備本身工況等數據,在線跟蹤裝置中無功的變化,依據模糊控制理論智能選
擇電容器組合,同時可對自身故障進行自診斷,通過顯示屏和通信口可直接顯示、輸出故障及其故障類型,利
于現場故障查找和確診。
6、高集成密度,融合電力電子、通信、計算機眾多先進技術,模塊體積小,一臺無功補償柜最大單柜容量達
1000kvar,
裝置最大補償容量達
2000kvar,
裝置間可聯網組成最大補償容量
12000kvar裝置。
7、主動保護系統。每個模塊都帶CPU,
因此可對過壓、過流、欠壓、過溫、缺相、過諧波等所有故障進行主動保
護,有效延長模塊壽命并減少售后服務。
無功補償技術發展方向
新型電力元器件、遠程監控及智能化技術已逐步應用,各種保護措施越來越完善,智能電容器技術及產品在我國
必將得到重視及推廣應用;
1、由于智能電容器技術需要采用大量的新型電力電子元器件,且能夠配置多種保護單元,故由智能電容器制作的
補償設備,其功能、性能質量及運行可靠性的方面相對于傳統的補償設備來說,將是根本性的變革。
2、智能電容器產品的出現,為具有強大功能的補償設備的設計、制作提供了強有力的保障,是智能化的基礎。
無功補償服務理念的重大變革
1、智能電容器符合國家無功補償技術發展趨勢。該系列智能電容器所用的元件都經過公司的精心設計匹配測試,元
件之間達到最佳匹配,然而國內成套廠家只是采購不同元件簡單組合,元件之間未能達到最佳匹配狀態,因而
其成品就會出現這樣或那樣的質量問題。因此智能電容器的推廣應用將是行業的大勢所趨。
2、質量責任的明確性,
責任方的歸一性。采用
Z
UIC系列智能電容器,
使質量責任更加明確,
原成套廠要面對多家
供應商,如果產品出了問題,元器件廠商會相互推諉責任,甚至把責任推向設計院、認為設計方案不合理,然
而如果選用智能電容器就不會出現這樣的情況。
Z
UIC系列智能電容器的任何元件出了質量問題,
由本公司負責。
3、服務理念的重大變革。選用Z
UIC系列智能電容器應用是集售前、售中、售后全方位的服務過程,
包括設計造型,
組裝調試,運行后數據測試等全面的技術支持,而對于原來單一的元器件廠是無法做到這種服務的。因此廠家
的服務是傳統單一的元件廠家服務的重大升級。
傳統產品與智能電容器比較
與常規產品性能相比
與常規產品應用比較