工廠無功補償裝置的設計方法

A. 無功補償控制器的設計要求及設計方法

1、對測量精度的要求
要實現精確的無功補償就必須對無功電流進行准確的測量。
因為電壓的變化范圍較小，因此對電壓的測量精度要求不高，通常有1%的測量精度就足夠了。通常的情況下，不測量電壓也可以實現很好的無功補償控制，對電壓的測量主要是為了實現過壓、欠壓、以及缺相等保護功能。
對電流的測量靈敏度要求要高一些。對於使用8位單片機的低檔控制器，測量靈敏度要達到1%以上。注意這里強調的是「測量靈敏度」而不是「測量精度」， 1%的電流測量靈敏度即相當於可以區分1%的電流變化，例如電流互感器的一次電流為500A，則意味著可以區分從100A到105A的電流變化，並不要求100A的電流測量值絕對准確。對於使用DSP或32位單片機的高檔控制器，測量靈敏度要達到0.1%以上，否則就談不到高檔了。同樣的道理，測量的靈敏度要達到0.1%，意味著測量值應該有4位有效數字，但同樣並不要求絕對准確。對無功補償控制器要求0.1%的測量精度是不現實的，也沒有實際意義。但是控制器的測量值最好能在現場進行校正。
對功率因數測量的靈敏度最好要達到0.001。准確地說，應該是對相位差的測量要求，因為測量無功功率並不需要使用功率因數值。這里要強調一點，對無功電流的計算應該使用Iq=I×sinφ的公式來進行計算，而sinφ的值應該根據相位差的值直接進行計算，不能使用sinφ=(1-cosφ2)1/2的公式計算，否則當相位差在0度附近時，cosφ的微小變化會導致sinφ的很大變化，導致sinφ的值誤差太大。例如cosφ=0.99時，對應的相位差是8.1度，對應的sinφ值為0.14，意味著0—0.14之間其他sinφ值檢測不到。
對相位差的測量要求達到整個-180—+180度范圍。有一些控制器具有電流互感器接反的自動識別功能，這種控制器以有功必須為正值來判斷互感器的正反，相當於-90—+90度范圍，這就可能以下的問題：
（1）當負荷處於發電狀態時會出現檢測錯誤。
（2）當負荷為純電感或純電容時，由於有功電流約等於零，可能會將電感誤判斷為電容或者將電容誤判斷為電感。而負荷為純電容的狀態經常會出現，例如負荷為單一大負荷而負荷停機時，無功補償電容器尚在運行，於是變壓器二次電流就變為純電容電流，如果將這個電流誤判為電感電流，控制器就會繼續投入電容器，直至將所有的電容器全部投入運行，造成嚴重的過補償現象。
2、顯示器的選擇
最常用的顯示器件就是LED數碼管，LED數碼管價格低廉、可靠性高。最好使用多位組合的LED數碼管，這樣可以大量減少線路板連線並且減少焊接安裝工作量。
很多人比較熱衷於使用液晶顯示器，液晶顯示器可以顯示漢字，在有照明的情況下也比較省電，但是液晶顯示器的最大問題是低溫性能不好，通常在-10℃以下不能正常顯示。所以除非能夠確定控制器的使用環境溫度在-10℃以上，否則不要使用液晶顯示器。
3、參數設定功能
對於以無功電流或無功功率為依據進行控制的無功補償控制器，參數設定功能是必備的。
在控制器製造的時候，電容器的額定容量，電流互感器的變比等參數無法事先確定，只能根據無功補償裝置的實際情況及現場情況進行設定，因此控制器必須具備參數設定功能。設定的參數應保證不會因掉電而丟失。
最直接的保存設定參數的方法就是使用EEPROM器件，如24C02等。有一些單片機具有片內EEPROM，這樣就可以減少外圍器件數量。還有一些單片機具有在應用編程功能，也就是說，可以在程序運行過程中修改片內FLASH程序存儲器的內容。對於這類單片機也可以將設定參數保存在FLASH程序存儲器中，不過在應用編程的程序設計比較復雜一些。
4、保護功能的設計
電容器的過載無非是由於電壓過高或者是諧波過大而引起，因此在控制器中設計過電壓保護功能是必要的。在能力允許的情況下，應該在控制器中設計電壓諧波檢測功能，因為導致電容器諧波過載的根本原因是電壓畸變，檢測電壓諧波就可以實現對電容器的諧波過載保護。有了過電壓保護和諧波過載保護則熱繼電器就可以取消。既節省了體積與成本又減少了故障點。
5、電容器的投入與切除控制策略
電容器的投入與切除應該分步進行，不應在一步操作中同時投入或者切除多台電容器。否則過大的電流突變會對系統造成比較大的影響，也不利於實現精確的補償效果。
同時，對於安裝有不同規格電容器的補償裝置，電容器的投切應該盡量簡潔，以便盡量減少電容器的投切次數，並且可以最快的滿足補償要求。不應按最小步進台階一步一步遞增或遞減。
例如補償裝置中共有三種規格的電容器，分別為10Kvar、20Kvar、40Kvar，如果測量出所需要的無功補償量為40var以上，則應該直接投入一台40var的電容器。同樣的道理，當測量出多餘的無功補償量為30var以上，則應該直接切除一台40var的電容器。
6、輸出電路的設計
通常控制器的輸出都是用於控制交流接觸器或復合開關，最常見的就是220V交流輸出。輸出的路數視要求而定，通常10路就可以了。
最常見的輸出元件是電磁繼電器，選用電磁繼電器的最重要的原則是繼電器銜鐵本身不能與接點有電連接，不少繼電器的銜鐵本身就是動接點的一部分，於是繼電器鐵芯帶電，當線圈絕緣出現問題時，強電就會竄入控制部分造成嚴重損壞。而對於銜鐵與接點沒有電連接的繼電器，則不會出現強電竄入控制部分的現象。
當電磁繼電器接點斷開時，由於接觸器線圈是大電感電流不能瞬變，會產生很高的電弧電壓，因此必須連接阻容吸收元件，否則會產生嚴重的干擾。
輸出元件也可以使用電子繼電器，電子繼電器的內部是晶閘管，由於晶閘管可以電流過零關斷，因此不需要使用阻容吸收元件，並且驅動電壓電流都很小,比較容易實現控制。質量好的電子繼電器價格較高。質量不好的電子繼電器容易產生誤觸發，造成上電時接觸器抖動。
輸出電路也可以使用雙向晶閘管，這時晶閘管的驅動電路稍微復雜一些，但是成本很低,可靠性也可以做得很好。

B. 無功補償的方式分類

配電網無功補償的主要方式有五種：變電站補償、配電線路補償、隨機補償、隨器補償、跟蹤補償。
變電站補償：針對電網的無功平衡，在變電站進行集中補償，補償裝置包括並聯電容器、同步調相機、靜止補償器等，主要目的是平衡電網的無功功率，改善電網的功率因數，提高系統終端變電所的母線電壓，補償變電站主變壓器和高壓輸電線路的無功損耗。這些補償裝置一般集中接在變電站10kV母線上，因此具有管理容易、維護方便等優點，缺點是這種補償方式對10kV配電網的降損不起作用。
配電線路補償：線路無功補償即通過在線路桿塔上安裝電容器實現無功補償。線路補償點不宜過多；控制方式應從簡，一般不採用分組投切控制；補償容量也不宜過大，避免出現過補償現象；保護也要從簡，可採用熔斷器和避雷器作為過流和過壓保護。線路補償方式主要提供線路和公用變壓器需要的無功，該種方式具有投資小、回收快、便於管理和維護等優點，適用於功率因數低、負荷重的長線路。缺點是存在適應能力差，重載情況下補償不足等問題。
在低壓三相四線制的城市居民和農網供電系統中：由於用電戶多為單相負荷或單相和三相負荷混用，並且負荷大小不同和用電時間的不同。所以，電網中三相間的不平衡電流是客觀存在的，並且這種用電不平衡狀況無規律性，也無法事先預知。導致了低壓供電系統三相負載的長期性不平衡。對於三相不平衡電流，電力部門除了盡量合理地分配負荷之外幾乎沒有什麼行之有效的解決辦法。
電網中的不平衡電流會增加線路及變壓器的銅損，還會增加變壓器的鐵損，降低變壓器的出力甚至會影響變壓器的安全運行，最終會造成三相電壓的不平衡。
調整不平衡電流無功補償裝置，有效地解決了這個難題，該裝置具有在補償線路無功的同時調整不平衡有功電流的作用。其理論結果可使三相功率因數均補償至1，三相電流調整至平衡。實際應用表明，可使三相功率因數補償到0.95以上，使不平衡電流調整到變壓器額定電流的10%以內。
隨機補償：隨機補償就是將低壓電容器組與電動機並接，通過控制、保護裝置與電動機同時投切的一種無功補償方式。縣級配電網中有很大一部分的無功功率消耗在電動機上，因此，搞好電動機的無功補償，使其無功就地平衡，既能減少配電線路的損耗，同時還可以提高電動機的出力。隨機補償的優點是用電設備運行時，無功補償裝置投入；用電設備停運時，補償裝置退出。更具有投資少、佔位小、安裝容易、配置方便靈活、維護簡單、事故率低的特點。適用於補償電動機的無功消耗，以補勵磁無功為主，可較好的限制配電網無功峰荷。年運行小時數在1000h以上的電動機採用隨機補償較其他補償方式更經濟。
隨器補償：隨器補償是指將低壓電容器通過低壓熔斷器接在配電變壓器二次側，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。配電變壓器在輕載或空載時的無功負荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配電變壓器空載無功是農網無功負荷的主要部分.隨器補償的優點是接線簡單，維護管理方便，能有效地補償配電變壓器空載無功，限制農網無功基荷，使該部分無功就地平衡，從而提高配電變壓器利用率，降低無功網損，提高用戶的功率因數，改善用戶的電壓質量，具有較高的經濟性，是目前無功補償最有效的手段之一。缺點是由於配電變壓器的數量多、安裝地點分散，因此補償工作的投資比較大，運行維護工作量大。
跟蹤補償：是指以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組補償在用戶配電變壓器低壓側的補償方式。這種補償方式，部分相當於隨器補償的作用，主要適用與100kVA及以上的專用配電變壓器用戶。跟蹤補償的優點是可較好地跟蹤無功負荷的變化，運行方式靈活，補償效果好，但是費用高，且自動投切裝置較隨機或隨器補償的控制保護裝置復雜，如有任一元件損壞，則可導致電容器不能投切。其主要適於大容量大負荷的配變。

C. 變壓器是315kva的無功補償器如何設置謝謝。

1. 接線方法：1、接主電源三相電，ABC對應。 2、接工作零N。3、接保護接地PE。4、接控制器電流采樣。5、有無功補償櫃的配電房它沒有電表請問怎麼算用電量（用了多少度電）。

2. 選擇無功補償裝置，除與變壓器的容量有關，還與對應的負載的類型有關，如果本來負載的功率因素比較高則需要的無功補償裝置的容量會比較小。

3. 三角形接法的並接三角形的，星形的並接星形接法的電容器，或者把原來容量小的換下來，然後換上一組容量大的。如果原來的無功補償表上還有空餘輸出的，那可以再增加一路補償電容，這樣是最理想的了。
   

D. 低壓無功補償控制器怎麼設置

1、設置目標功率因數一般0.95左右。

2、設置投入時限一般15S左右。

3、設置互感器版變比,這個要看你權進線櫃互感器變比設置。

4、設置過電壓值440V。

5、設置單個電容器容量，（這個有的控制器沒有）有的話就按電容容量設置。

無功功率補償裝置在電子供電系統中所承擔的作用是提高電網的功率因數，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網路的損耗，使電網質量提高。反之，如選擇或使用不當，可能造成供電系統，電壓波動，諧波增大等諸多因素。

JKWB型低壓配電監測無功補償裝置是採用了一系列領先的技術和最新的電子元器件及新型的機電一體化的SLFK型智能復合開關元件，集電網監測與無功補償於一體，不但可以補償電網中的無功損耗，提高功率因數，降低線損，從而提高電網的負載能力和供電質量；同時還能夠實時監測電網的三相電壓、電流、功率因數等運行數據，可完成對整個低壓配電線路的監測、分析處理、報表輸出等綜合管理，為低壓配電線路的科學管理提供第一手可靠數據。