动态无功补偿控制装置

众所周知，在10KV以下配电网络的无功消耗总量中，配电变压器约占30％左右，低压用电设备约占65％以上。由此可见，在低压配电系统中实施无功补偿十分必要。从理论计算和实践中证明，低压无功补偿的经济效果最佳，综合功能最强，是值得推广的一种节能措施。

1.动态无功补偿控制装置简介
1.1　WDB型动态无功补偿屏(箱)的工作原理：它是根据负荷的无功功率和电网电压及电力规范的要求，用晶闸管来实现投切电力电容器的，从而减少电源输送的总电流，以达到降损和稳压的目的。采用晶闸管作为投切电容器的相位控制开关，实现了无电压无电流的投切冲击，避免了机械式投切电容器开关触头易损死接、拒动、反弹等的问题，达到了长寿命、少维护、使用效率高的目的。
1.2　WDB型补偿装置的结构特点：采用高性能的16位单片机全数字化设计，软、硬件模块化集成度高；电磁兼容设计，抗干扰能力强；使用元件冗余系数高，运行可靠。控制器可分相补偿和控制平衡负荷补偿，对单相、三相、平衡负荷、非平衡负荷均能有效补偿。接线简单，屏(箱)整体组合，易于安装。并留有RS232接口，可将必要的数据传输。

2.WDB型补偿装置的主要功能
本装置具有过压切除、过压闭锁、欠压、过流、缺相、上电延时等保护功能。如电压大于过压保护限值时，能逐级切除电容器直到低于此电压；当电压大于闭锁电压时，即时缺无功也不投；当电压低于低限工作电压时，控制器处于休眠，不动作。滞后指示灯显示时，表明此时无功为感性，需投入电容器；超前指示灯显示时，表明此时无功为容性，需切除电容器。电容器可实现手动和自动投切，手动与自动能平滑转换。本装置还有电容器投入累计时间、电压最大值、电流最大值、无功最大值的记忆功能，并能打印输出。
WDB型补偿装置已经电力部电力设备仪表质量检验测试中心检测通过，并已在辽宁省铁岭户外供电系统和广州户外供电系统应用，运行情况良好。在北京、天津、保定、唐山等地投运多年以来，反修率为零、效果显著，深受用户的青睐。

3.WDB型补偿装置补偿效果分析实例
某乡镇企业，从配电室至车间的距离为 0.4km，用低压架空线路向车间供电，导线型号为LJ－25，线路参数R0=1.28Ω/km，X0=0.344Ω/km，各台电动机名牌额定功率之和是55kw，额定电压是0.38kv，每天运行8小时。配电室实测数据为：线路总电流61A，电压0.38kv，输送有功功率30kw。现按电动机名牌总容量的04配置WDB型补偿控制装置，装置按每千乏投资180元计，到户电价按0.5元/kwh考虑，其综合功能分析计算如下。
补偿前：
1)低压线路功率因数cosφ1为
cosφ1=P/1.7321ULIL
=30/1.7321×0.38×61=0.75
2)低压线路输送的无功功率为
Q1=Ptg(arecosφ1)=30×0.88=26.46kvar
3)低压线路电压损失为
ΔV1=PR＋Q1×/UL=(30×1.28×0.4＋26.46×0.344×0.4)/0.38=50V
4)年线损电量为
ΔA1=3I2LRT=3×612×0.4×1.28×8×365=16689kwh
补偿后：
1)低压线路中输送无功功率减少到
Q2=Q1－QC=26.46－(0.4×55)=4.46kvar
2)线路功率因数提高到
cosφ2=cos(tg－1Q2/P)=costg－14.46/30=0.989
3)低压线路输送电流减少到
I2=P/1.7321ULcosφ2=30/1.7321×0.38×0.989=46.08A
电流降低率为
I1－I2/I1×100％=61－46.08/61×100％=24.46％
4)低压线路电压损失减少到
ΔV2=PR＋Q2X/VL=(30×0.4×1.28＋4.46×0.4×0.344)/0.38=42.03V
5)年降低线损电量
ΔA=ΔA1－ΔA2=3(I21－I2L)RT=3(612－46.082)×0.4×1.28×8×365=7165.58kwh
6)年节省电费开支
GA=ΔA×C=7165.58×0.5=3582.79元
7)无功补偿控制装置投资费用
ZC=QC×K=22×180=3960元
8)收回投资年限
TD=ZC/GA=3960/3582.79=1.105年=13.26月

从以上计算分析，若是两班制生产，收回投资仅用6.63个月；三班制生产，仅用4.42个月便可收回全部投资。因此，凡是由低压配电线路供电的乡镇企业、农村的扬水站、制砖场、恒温库、面粉厂、榨油厂、煤球厂等动力用户均可采用WDB型补偿控制装置进行集中补偿或随机补偿，它不仅能提高功率因数、改善电压质量、降低线路输送电流、降低线路损耗电量，还能挖掘设备潜力、减少发热和延长设备寿命及提高电动机的起动电压，是一举多得的有效措施，是两网改造和降低生产成本的良策