無功功率補(bǔ)償?shù)母拍?/span>
交流電力系統(tǒng)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(zhuǎn)換成機(jī)械能、光能、熱能和化學(xué)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(jī)等電力輸送、用電設(shè)備工作時(shí)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(tǒng)中存在電動(dòng)機(jī)、變壓器等大量感性無功負(fù)荷，而這些感性無功負(fù)荷需要吸收大量無功功率來建立感應(yīng)磁場，使得功率因數(shù)下降，線路損耗增加，電壓質(zhì)量下降，設(shè)備利用率低。為消除系統(tǒng)內(nèi)感性無功功率產(chǎn)生的無用消耗，而達(dá)到有功功率最大限度出力的效果，必須進(jìn)行無功補(bǔ)償。
無功補(bǔ)償?shù)囊饬x
1、穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量；
2、改善系統(tǒng)穩(wěn)定性，增加電網(wǎng)的傳輸能力，提高設(shè)備利用率；
3、補(bǔ)償無功功率，提高供電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)；
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(shè)備發(fā)熱，延長其使用壽命，提高利用率；
6、降低企業(yè)用電成本。
無功補(bǔ)償技術(shù)的現(xiàn)狀
1、以接觸器作為投切開關(guān)的方式為主；
2、采用接觸器作為投切電容器的開關(guān)，電容器投入時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的涌流，電容器切除時(shí)，會(huì)產(chǎn)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(huán)投切的控制策略為主；
4、采用等容循環(huán)投切的控制策略時(shí)，分組較粗、補(bǔ)償精度較差，用電系統(tǒng)長期處于欠補(bǔ)償狀態(tài)，平均功率因數(shù)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(jìn)(需要多種保護(hù)功能)的補(bǔ)償系統(tǒng)的控制要求，控制器的抗干擾能力差，經(jīng)常出現(xiàn)誤動(dòng)作或死機(jī)現(xiàn)象，不適合(或不能夠)在有諧波的系統(tǒng)中工作；
保護(hù)措施不完善或沒有，在補(bǔ)償設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，不能實(shí)施有效的保護(hù)；
成套裝置的制作一般采用分離元器件，柜體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組裝工藝難度大；
6、元器件整體質(zhì)量水平不高
由于元器件分別在不同的生產(chǎn)廠家購買，而元器件質(zhì)量水平參差不齊，各種元器件之間的參數(shù)配合(匹配)不準(zhǔn)確或不合理，造成補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行不可靠，故障率高。
現(xiàn)有補(bǔ)償技術(shù)及裝置帶來的不良現(xiàn)象
1、質(zhì)量、性能很差的產(chǎn)品長期主導(dǎo)我國無功補(bǔ)償設(shè)備的市場；
2、對補(bǔ)償系統(tǒng)要求較高的場所的設(shè)備，長期被國外“品牌”的產(chǎn)品所占領(lǐng)；
3、維修工作量大、費(fèi)用高；
4、據(jù)有關(guān)部門的調(diào)查、統(tǒng)計(jì)資料得知，我國在用的傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置，真正能夠正常運(yùn)行并起到作用的還不足30%，也就是說，大部分的補(bǔ)償設(shè)備不能正常工作或不能滿足其設(shè)計(jì)要求，這不但浪費(fèi)了大量的人力和物力，而且沒有起到節(jié)能的作用，造成了社會(huì)資源極大的浪費(fèi)，最終用戶也產(chǎn)生了額外的費(fèi)用支出。
原因分析
隨著我國現(xiàn)代工業(yè)進(jìn)程的飛速發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化，鑒于大量的非線性負(fù)載(整流器、變頻器、開關(guān)電源等電力電子設(shè)備)的廣泛應(yīng)用，使得電網(wǎng)中的諧波大量存在，諧波對電能質(zhì)量的影響越來越嚴(yán)重。
1、舊的傳統(tǒng)觀念的影響
由于各方面對“電能質(zhì)量”概念的理解、認(rèn)識(shí)不到位，對電網(wǎng)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(biāo)準(zhǔn)水平低且執(zhí)行不力
目前我國與“電能質(zhì)量”相關(guān)的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)嚴(yán)重滯后，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的水平太低，許多方面甚至處于空白狀態(tài)。即使現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)，其執(zhí)行及監(jiān)督力度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，甚至在不少地區(qū)及行業(yè)存在著“有法不依”的現(xiàn)象。
3、成套產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工藝落后
目前絕大多數(shù)無功補(bǔ)償成套設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，仍在采用分離元器件及傳統(tǒng)的組裝工藝生產(chǎn)補(bǔ)償柜，故其存在的固有缺陷及造成的后果仍在繼續(xù)。而用戶為了降低投資成本，就只會(huì)關(guān)注補(bǔ)償設(shè)備的色對成本，只要能夠驗(yàn)收，其它方面的要求也就不考慮了，這也為低劣質(zhì)量的補(bǔ)償設(shè)備提供了市場空間。
產(chǎn)品創(chuàng)新
針對以上情況， 本公司開發(fā)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(bǔ)償裝置主要特點(diǎn)有：
1、模塊化結(jié)構(gòu)。融合電力電子、計(jì)算機(jī)、軟件、通信、電力等技術(shù)將數(shù)據(jù)檢測、投切機(jī)構(gòu)、電容器、保護(hù)、通信等所有功能元件集成在一個(gè)單元內(nèi)，形成標(biāo)準(zhǔn)化模塊，結(jié)構(gòu)與功能模塊化，根據(jù)用戶不同要求自由組合，便于設(shè)備在使用現(xiàn)場的維修與調(diào)整。
2、先進(jìn)的智能投切裝置?？煽毓锜o功耗開關(guān)無縫軟連接，采用微機(jī)智能控制，實(shí)現(xiàn)過零投切，投切成功后，無功耗開關(guān)投入，可控硅再退出，運(yùn)行功耗低、涌流小、諧波影響微弱，可控硅、無功耗開關(guān)和控制電路的使用壽命長。
3、通信：充分地考慮設(shè)備的可持續(xù)性使用， 采用RS 485接口， 也可根據(jù)用戶特殊要求配置Modem、現(xiàn)場總線、紅外、藍(lán)牙等，與配網(wǎng)自動(dòng)化裝置有機(jī)結(jié)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(shè)定的功率因數(shù)為投切參考值，靜態(tài)補(bǔ)償與動(dòng)態(tài)補(bǔ)償相結(jié)合，三相共補(bǔ)與分相補(bǔ)償相結(jié)合，穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償與快速跟蹤補(bǔ)償相結(jié)合，依據(jù)模糊控制理論智能選擇電容器組合，自動(dòng)及時(shí)地投切電容器補(bǔ)償無功功率容量。根據(jù)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(jù)“取平補(bǔ)齊”的原則投入電網(wǎng)，提高補(bǔ)償精度。電壓智能控制，以無功功率為投切門限值，可設(shè)置投切延時(shí)，延時(shí)時(shí)間可調(diào)，既可支持快速跟蹤無功補(bǔ)償，也可支持穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償。
5、采集三相電壓、三相電流信號(hào)及設(shè)備本身工況等數(shù)據(jù)，在線跟蹤裝置中無功的變化，依據(jù)模糊控制理論智能選擇電容器組合，同時(shí)可對自身故障進(jìn)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(xiàn)場故障查找和確診。
6、高集成密度，融合電力電子、通信、計(jì)算機(jī)眾多先進(jìn)技術(shù)，模塊體積小，一臺(tái)無功補(bǔ)償柜最大單柜容量達(dá)1000kvar， 裝置最大補(bǔ)償容量達(dá)2000kvar， 裝置間可聯(lián)網(wǎng)組成最大補(bǔ)償容量12000kvar裝置。
7、主動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)。每個(gè)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(jìn)行主動(dòng)保護(hù)，有效延長模塊壽命并減少售后服務(wù)。
無功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展方向
新型電力元器件、遠(yuǎn)程監(jiān)控及智能化技術(shù)已逐步應(yīng)用，各種保護(hù)措施越來越完善，智能電容器技術(shù)及產(chǎn)品在我國必將得到重視及推廣應(yīng)用；
1、由于智能電容器技術(shù)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(hù)單元，故由智能電容器制作的補(bǔ)償設(shè)備，其功能、性能質(zhì)量及運(yùn)行可靠性的方面相對于傳統(tǒng)的補(bǔ)償設(shè)備來說，將是根本性的變革。
2、智能電容器產(chǎn)品的出現(xiàn)，為具有強(qiáng)大功能的補(bǔ)償設(shè)備的設(shè)計(jì)、制作提供了強(qiáng)有力的保障，是智能化的基礎(chǔ)。
無功補(bǔ)償服務(wù)理念的重大變革
1、智能電容器符合國家無功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展趨勢。該系列智能電容器所用的元件都經(jīng)過公司的精心設(shè)計(jì)匹配測試，元件之間達(dá)到最佳匹配，然而國內(nèi)成套廠家只是采購不同元件簡單組合，元件之間未能達(dá)到最佳匹配狀態(tài)，因而其成品就會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的質(zhì)量問題。因此智能電容器的推廣應(yīng)用將是行業(yè)的大勢所趨。
2、質(zhì)量責(zé)任的明確性， 責(zé)任方的歸一性。采用Z UIC系列智能電容器， 使質(zhì)量責(zé)任更加明確， 原成套廠要面對多家供應(yīng)商，如果產(chǎn)品出了問題，元器件廠商會(huì)相互推諉責(zé)任，甚至把責(zé)任推向設(shè)計(jì)院、認(rèn)為設(shè)計(jì)方案不合理，然而如果選用智能電容器就不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。Z UIC系列智能電容器的任何元件出了質(zhì)量問題， 由本公司負(fù)責(zé)。
3、服務(wù)理念的重大變革。選用Z UIC系列智能電容器應(yīng)用是集售前、售中、售后全方位的服務(wù)過程， 包括設(shè)計(jì)造型，組裝調(diào)試，運(yùn)行后數(shù)據(jù)測試等全面的技術(shù)支持，而對于原來單一的元器件廠是無法做到這種服務(wù)的。因此廠家的服務(wù)是傳統(tǒng)單一的元件廠家服務(wù)的重大升級(jí)。
傳統(tǒng)產(chǎn)品與智能電容器比較
與常規(guī)產(chǎn)品性能相比
與常規(guī)產(chǎn)品應(yīng)用比較
