俞小艳
（福建省万维新能源电力有限公司 福建福州 350003）
摘要：实施配电线路的无功补偿，不仅是无功补偿的重点组成，也是行之有效的降损节能技术措施。线路无功补偿都是在配电线路并联高压电容器实现，这种方法因不能随负荷的变化而自动投切，常常造成过补偿。对此，及时加以控制投切是必需的选择。同时，大部分线路的负荷量都在变化，为平衡无功也需要自动控制投切。
关键词：无功补偿；潮流；线路电压
1.系统基本结构功能
电压无功综合优化补偿系统分为四个主要单元：PQC200A测量控制单元、无线数传单元、PQC200B测量控制单元和无功补偿单元。其逻辑关系图如图1：
图1 系统基本结构图
系统的各部分功能如下：
PQC200A测量控制单元是利用电压、电流互感器从电网中检测各种电能数据，经过信号转换、运算、分析和控制决策，最后由控制器发出数字投切指令。
无线数传单元是将控制器发来的投切指令信号，经过打包和加密处理，利用“时分跳频”技术传输数据，数据到达终端后，经过信号转化，将数字信号变成为电信号，驱动投切执行单元。此单元是实现系统达到四遥（遥测、遥信、遥调、遥控）的关键。
PQC200B测量控制单元主要完成安装点电压检测和驱动开关的合、分闸动作，接通和开断电容器组。
无功补偿单元为无功功率发生单元，通过接受测控单元的投切指令完成真空开关的合、分闸动作，接通和开断电容器组。无功补偿单元在系统中起着主要作用，其他单元都是为它服务的。
2.系统工作原理
系统的工作原理为，其中PQC200A测量控制单元控制器的核心部件为高速数据处理器DSP，采用交流采样技术，实时监测线路电压、电流及无功潮流，并将电网信息数据通过GPRS/CDMA无线通讯网络实时上传系统主站。系统主站综合分析线路全段的无功潮流和电压质量，由测得的无功功率或电压作为控制的依据，发出动作指令，遥控触发模块，驱动开关投切电容器组，从而控制补偿单元电容器的动态投切，实现线路电压全线合格，无功就地补偿，无功潮流最优化运行的目的。触发模块分别安装在测量控制单元和投切执行单元，由无线数传单元联接。
3.无线数传单元
无线数据传输采用的“时分跳频”通信技术（TDFH），实现点对多点的数据采集和无线双向控制，具有群呼或广播功能。电网上分散安装的无功补偿终端和基站或转发站之间，基站与转发站之间，基站与数据中心之间完全无线连接。“时分跳频”技术采用扩频、跳频，频率复用，系统根据通讯环境不断地变化通讯信道，有极好的保密性和抗干扰能力，这也是电力线载波通讯等技术无法达到的功能。数据传输的频段为2.4GHZ，属于公共频段，无须增加此部分经济投资。由于“时分跳频”技术通讯速率高，可为安装在电网内的固定终端提供1M的通讯速率，高速率保证了无线传输信号的安全和准确。同时，“时分跳频”技术设备功耗小，灵敏度高，无线设备终端的发射功率仅为0.5瓦，对其他通讯设备干扰小，对人和环境影响小。
4.无功补偿单元的电容器组配置
无功补偿单元的电容器组的配置按2：1的比例分组，用两组自动开关实现三级投切补偿，每组投切开关由真空开关和信号触发模块组成。信号触发模块外置于真空开关的电动执行机构。另外户外无功补偿单元主电路还装有总隔离开关，跌落式熔断器，氧化锌电容保护型避雷器，热保护器，通风冷却装置及运行状态显示；在每一个电容支路中串有快速熔断器作为短路保护，在短路容量较大或谐波较大的情况下，还串有一定容量的电抗器作为限流元件。
5.保护措施
系统具有短路保护。按电容器分支，设速熔保护，总回路开关额定电流按总电流的1.3－1.5倍取。控制器中主要设有：过压保护、欠压保护、过流保护、三相不平衡保护、零序电流保护、谐波等。根据需要在控制器中可以投入负序电压保护。主回路设有氧化锌避雷器过电压保护和一次断路保护。
6.小结
无功补偿的优化是利用“时分跳频”技术的无线数传单元联络，实现远距离控制无功补偿单元的自动运行。将无功潮流分析应用到10kV配电线路电压无功优化补偿系统中，彻底解决了现有补偿装置频繁投切电容和向上倒送无功的顽疾，使得无功电流能够在系统中就地补偿，保证了无功潮流的最优化。并且以线路的功率因数和无功需求量作为投切电容判据，补偿准确，不会出现变电站无功过补。并且无功优化补偿系统中控制器采用先进的数字信号处理器，模块式结构，无须做任何调试设定即可投入运行。具有有线、无线两种通讯接口。有线通信接口RS-485可与配网自动化系统及其他通信网络相连上传各种信息，通过系统主站统一管理。也可通过手持控制仪和手提电脑可显示或采集本装置的运行状态和信息以及对装置进行遥控操作、参数设定。具有外熔断器保护、高电压保护、低电压保护功能。具有失压、断电自动切除功能和手动分闸功能。可自动记录电容投切次数、电容运行累计时间。整套装置采用一体化结构，安装简单有良好的隔热，防水和防腐性能。基于无功潮流分析的线路电压无功优化补偿系统以后，补偿效果理想，既提高了功率因数又稳定了线路电压，降低了整条线路的线路损耗。整条线路得到了优化，达到了投运该系统的目的，提高了供电企业经济效益。
参考文献：
[1]车仁飞 配电网潮流计算及重构算法的研究[D]，山东大学，2003年
[2]覃振成 基于内点法最优潮流的电力系统暂态稳定控制策略[D]，河海大学，2005年
论文作者:俞小艳
论文发表刊物:《河南电力》2018年20期
论文发表时间:2019/4/29
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