工控摘要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，大量的居住樓盤、商場、賓館、辦公樓等民用建筑在城市中拔地而起，使城市用電量快速增長。但是，在這些民用建筑場所內(nèi)使用的多為單相電感性負(fù)荷，因其自身功率因數(shù)較低，在電網(wǎng)中滯后無功功率的比重較大。為保證降低電網(wǎng)中的無功功率，提高功率因數(shù)，保證有功功率的充分利用，提高系統(tǒng)的供電效率和電壓質(zhì)量，減少線路損耗，降低配電線路的成本，節(jié)約電能，通常在低壓供配電系統(tǒng)中裝設(shè)電容器無功補(bǔ)償裝置。本文主要通過設(shè)計工作中所遇到的具體工程對無功自動補(bǔ)償?shù)姆绞胶桶惭b位置作出了分析和比較。
　　
　　分相自動補(bǔ)償?shù)谋匾?br />　　
　　無功自動補(bǔ)償按性質(zhì)分為三相電容自動補(bǔ)償和分相電容自動補(bǔ)償。
　　
　　三相電容自動補(bǔ)償適用于三相負(fù)載平衡的供配電系統(tǒng)。因三相回路平衡，回路中無功電流相同，所以在補(bǔ)償時，調(diào)節(jié)無功功率參數(shù)的信號取自三相中的任意一相，根據(jù)檢測結(jié)果，三相同時投切可保證三相電壓的質(zhì)量。三相電容自動補(bǔ)償適用于有大量的三相用電設(shè)備的廠礦企業(yè)中。
　　
　　在民用建筑中大量使用的是單相負(fù)荷，照明、空調(diào)等由于負(fù)荷變化的隨機(jī)性大，容易造成三相負(fù)載的嚴(yán)重不平衡，尤其是住宅樓在運(yùn)行中三相不平衡更為嚴(yán)重。由于調(diào)節(jié)補(bǔ)償無功功率的采樣信號取自三相中的任意一相，造成未檢測的兩相要么過補(bǔ)償，要么欠補(bǔ)償。如果過補(bǔ)償，則過補(bǔ)償相的電壓升高，造成控制、保護(hù)元件等用電設(shè)備因過電壓而損壞；如果欠補(bǔ)償，則補(bǔ)償相的回路電流增大，線路及斷路器等設(shè)備由于電流的增加而導(dǎo)致發(fā)熱被燒壞。這種情況下用傳統(tǒng)的三相無功補(bǔ)償方式，不但不節(jié)能，反而浪費(fèi)資源，難以對系統(tǒng)的無功補(bǔ)償進(jìn)行有效補(bǔ)償，補(bǔ)償過程中所產(chǎn)生的過、欠補(bǔ)償?shù)缺锥烁菍φ麄€電網(wǎng)的正常運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的危害。
　　
　　據(jù)有關(guān)資料介紹，某地綜合樓是集商場、銀行、辦公、車庫、賓館為一體的一類高層建筑，總建筑面積３．２萬ｍ２。主要用電設(shè)備有空調(diào)機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)及照明燈具等，其中照明燈具均為單相負(fù)荷，功率因數(shù)在０．４５～０．７５之間。低壓有功計算負(fù)荷２８１５ｋＷ，其中，照明用電有功負(fù)荷１０８６．５ｋＷ，其它負(fù)荷基本為空調(diào)、風(fēng)機(jī)、水泵、電梯等三相負(fù)荷。補(bǔ)償前無功功率３１８２ｋｖａｒ，若整體功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)剑埃梗?，需補(bǔ)償１９８２ｋｖａｒ，補(bǔ)償后無功功率１２００ｋｖａｒ。原設(shè)計采用低壓配電室并聯(lián)電容器組三相集中自動補(bǔ)償，工程竣工投入使用后，經(jīng)常出現(xiàn)儀器、燈具等用電設(shè)備燒壞或不能正常使用等情況，影響正常經(jīng)營和工作。經(jīng)現(xiàn)場測試，發(fā)現(xiàn)低壓饋線回路三相負(fù)荷不平衡，差距很大，電流差異大，zui大相電流差為９００Ａ；檢測母線電壓，三相母線電壓有的高達(dá)２６０Ｖ，有的低到１９０Ｖ。通過分析是三相電容自動補(bǔ)償造成的結(jié)果。
　　
　　對于三相不平衡及單相配電系統(tǒng)采用分相電容自動補(bǔ)償是解決上述問題的一種較好的辦法，其原理是通過調(diào)節(jié)無功功率參數(shù)的信號取自三相中的每一相，根據(jù)每相感性負(fù)載的大小和功率因數(shù)的高低進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，對其它相不產(chǎn)生相互影響，故不會產(chǎn)生欠補(bǔ)償和過補(bǔ)償?shù)那闆r。
　　
　　該裝置的控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊采用新型單片機(jī)和大規(guī)模集成電路，開關(guān)模塊采用大功率晶閘管，實現(xiàn)電容器組的零電壓投入和零電流切除，無合閘浪涌電流沖擊，無火花和諧波干擾。產(chǎn)品特點(diǎn)如下：
　　
　?。ǎ保崿F(xiàn)了控制模塊的數(shù)字化和智能化，開關(guān)執(zhí)行單元無觸點(diǎn)，確保了控制精度和運(yùn)行的可靠性；
　　
　?。ǎ玻┤詣臃窒?、分級按需補(bǔ)償；
　　
　?。ǎ常┛伸`活設(shè)定過壓、欠壓、欠流延時等參數(shù)，具有完善的越限報警和過壓、欠壓、缺相、缺零、諧波越限保護(hù)縮閉功能，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行；
　　
　?。ǎ矗崟r數(shù)字式測量、顯示電網(wǎng)中的主要參數(shù)：功率因數(shù)、電壓、電流、諧波電壓及電流、有功功率及電度、無功功率及電度等；
　　
　　（５）帶有諧波分析，測量總的諧波失真（ＴＨＤ）以及１～３１次諧波電壓及電流，為治理諧波提供準(zhǔn)確的數(shù)字依據(jù)；
　　
　?。ǎ叮┎捎?ldquo;自愈式”電容器，具有使用壽命長、可靠性強(qiáng)、溫升小、無需專門散熱裝置等優(yōu)點(diǎn)；（７）具有數(shù)據(jù)采集功能和標(biāo)準(zhǔn)的通信接口（ＲＳ２３２），可實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時監(jiān)測和計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)管理；
　　
　　（８）采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，易于維護(hù)和升級。
　　
　　從上述產(chǎn)品的功能可以看出，智能三相自動無功補(bǔ)償能自動檢測各相負(fù)載的功率因數(shù)，同時自動分相投入各相所需的電容補(bǔ)償量，以使各相的無功功率補(bǔ)償達(dá)到*狀態(tài)，對于大量使用單相用電負(fù)荷，易產(chǎn)生三相不平衡的用電單位如住宅小區(qū)、賓館、飯店、大型商場等民用建筑的配電系統(tǒng)有改善功率因數(shù)、提高電網(wǎng)效率、改善電壓質(zhì)量、節(jié)約用電、增大變壓器有功容量等顯著效果，較大程度滿足了“電網(wǎng)綠化”的要求。２分組電容自動補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用在低壓電網(wǎng)中大量的用電設(shè)備為電感性，尤其是在大面積、大開間的商場、辦公樓等日常生活和辦公場所，大都會采用發(fā)光效果好的熒光燈進(jìn)行人工照明。熒光燈具有光效好、壽命長、無污染等特點(diǎn)，屬綠色光源。目前，民用建筑工程中大量使用電感型鎮(zhèn)流器熒光燈，它具有成本低、壽命長、維修工作量少、投資少等優(yōu)點(diǎn)，但其啟動時間長，功率因數(shù)低，約為０．５～０．６，自身損耗大，加大了供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗，造成了能源的浪費(fèi)。