[实用新型]无功功率补偿装置

说明书

本实用新型涉及一种供、配电系统用的无功功率补偿设备。

对电网或电力设备的无功功率进行补偿，提高功率因数是节能和改善供电质量的重要手段。目前我国电网尤其是低压电网，功率因数较低，造成能源和供电设备的浪费，因此，提高功率因数是挖潜节能的重要方法。而现有静止型电容器补偿设备，从控制方法上有手动、电子控制器控制，单片机控制等几类。执行机构为等阶梯电容投切，可控硅控制电抗器跟踪补偿。其控制器一般采用功率因数或无功功率、无功电流方式控制补偿电容的投入和切除，不能实现快速跟踪和平滑补偿。而用可控硅控制电抗器的补偿方法，成本高、耐冲击差，对电网干扰大。

本实用新型的目的在于提供一种有补偿器的供、配电系统用的无功功率补偿设备，能达到快速跟踪和平滑补偿，且结构简单、效率高、工作稳定可靠。

本实用新型的目地是这样实现的：由接在补偿装置的母线上的补偿器，大阶梯电容，控制补偿器微调和控制多组电容投切开关的控制器构成，补偿器是伺服补偿器或加权电容补偿器，其中：伺服补偿器由调压器(2)和电容(3)及伺服电机(4)组成，调压器输入端联接补偿装置的母线(1)，调压器输出端联接电容器(3)，调压器主轴与伺服电机轴联接；加权电容补偿器由若干电容(5)并联构成，电容通过熔断器联接补偿装置的母线(1)，补偿装置的母线(1)。调压器可以是单相或三相调压器或多轴头自耦变压器等装置，电容(3)由单组或多组电容器构成，伺服补偿器最大补偿量大于或等于一组大阶梯电容补偿量。加权电容补偿器的加权电容量按二进制2ⁿ或多组等权值的电容组成，n＝0、1、2、3，加权电容补偿器的补偿的最小容量应大于等于一组大阶梯电容补偿容量。

采用本实用新型提供的无功功率补偿装置，在电网功率因数低下的情况下，可根据不同工况和被补偿系统容量，选择不同的补偿方式，实现精确平滑补偿，动态跟踪快，使供电系统功率因数始终稳定在0.99高度值，波动量不超过0.04。仅由容性补偿使系统感性无功单向地趋向于零的装置可使供电系统内无功交换频度减小到最低水平，且成本低、结构简单。

下面结合附图对本实用新型作进一步叙述。

图1是伺服补偿器原理图

图2是加权电容补偿器示意图

图3是本实用新型电路结构示意图

参照图1、图2、图3，并接在补偿装置的母线(1)上的补偿器可以是伺服补偿器或加权电容补偿器，伺服补偿器由调压器(2)和电容(3)及伺服电机(4)构成，调压器可以是单相或三相调压器或大容量多抽头自耦变压器等装置电容(3)由单组或多组电容组成。加权电容补偿器由四组电容(5)并联而成，大阶梯电容(6)由若干组电容构成，控制器(7)完成供、配电系统状态参数的采集、计算、分析、控制，对于系统无功变化较快且频繁的企业和电力设备，进行大阶梯电容的投切完成欠补粗调，用伺服补偿器进行跟踪平滑补偿，实现无功微调。对系统无功变化不快，但相对频繁的工况，采用多组大阶梯电容进行投切完成欠补粗调，用加权补偿进行跟踪补偿，实现系统无功的微调，实现了调节精度高，跟踪响应快，大功补偿彻底。

在频率一定的情况下，一组固定的电容向供、配电系统发出的无功为：Q＝V²/X_c，当常数X_c不变时，无功量Q与加在电容两端的电压U的平方成正比，通过对伺服补偿器连续平滑的调压实现无功的微量调节，并实时地紧密跟踪供、配电系统无功的变化，这种仅由容性补偿使供、配电系统感性无功单相趋向于零。

加权电容补偿器可实现精细补偿和在小负荷时的高功率因数补偿，按某个权值选择，选择几组电容器，通过组合不同权值电容并进行投切，达到精细补偿的目的。一是权值为2ⁿ即二进制组合，n为加权电容补偿器电容组数，由8，4，2，1KVar四组电容组成，其控制分辩率可达1KVar。二是权值为大阶梯电容1/n，n为加权电容补偿器电容组数，即分辨率为Q_D/nKV ar，Q_D为大阶梯一组电容的容量，这种加权电容补偿器适合于大容量的稳定负荷，与大阶梯电容配合，实现大、小阶梯双循环嵌套式补偿，小阶梯的补偿被包容在单组大阶梯的补偿之内。