摘要：在低压供电系统中常出现由于电压或电流变动造成的无功功率的消耗，浪费了大量的电力资源。为了解决该问题，一般会在电力供应系统中加入低压电容器，从而来提高电流的实际功率，然而，一些大型设备在运行时通常会产生大量的谐波干扰，如果只将电容器接入电力系统，就会产生谐波的扩大效应，从而导致电力电压系统紊乱。而将电容器与补偿柜相结合，能有效防止这一现象的发生，补偿柜本身具有抗谐波干扰的能力，所以可以保证低压电容器功能的正常发挥。当前，JP补偿柜在开放和使用中还存在一些结构的功能上的问题，例如，柜体体积过大，线路调试较为复杂，不利于安装和维修等问题，这些都需要相关工作人员进行改进。
关键词：低压；智能电容器；JP补偿柜；改进；应用
一、JP补偿柜的概念特点及优势
JP补偿柜又称综合智能配电补偿装置，需要在额定电压为400V、额定频率为50HZ的工作环境下使用，一般是由计量、配电和无功补偿三部分组成。它是一种集电能分配、计量、控制、保护及无功补偿于一体的现代化的新型综合控制箱。随着现代化的住房越来越向经济适用型过渡，建房成本的多少也是关乎到房地产商的利益，所以安全、经济、合理、实用可靠的JP型低压配电无功补偿综合柜受到了广大房地产商的亲睐。JP型低压配电无功补偿综合柜可根据生产要求或者用户的需求，单独或同时支配配电、补偿、计量三种功能，常见的形式有：配电+补偿+计量、配电+补偿、配电+计量、补偿+计量、补偿、计量、配电。与普通电容器不同，JP补偿柜中的电容器一般都是1—4路的设计方案，也就是一条主路和4条分支，这些分支上的设计保持着微型断路器+电容投切开关+低压电容器的运行方案。对于分支上的电容开关控制工作，基本上是由外部设置的补偿控制器完成的。JP型低压配电无功补偿综合柜的反应迅速、补偿效果较好、可根据需要选择不同的运行方案，还能提高电网功率因数。
二、设计科学合理的并联系统
保证电容器正常运行的关键和基础是硬件设备，所以在选择硬件设备时，要注意其与整体系统的融合性与协调型，同时还要采用技术含量较高的新型硬件装置，实现功率补偿的最佳效果。选择投切设备时要注重其智能化的控制效果，在主控制系统的设置方面，要根据和设备相关需要科学设置各项参数指标，以满足设备正常运转的要求。合理控制投切系统也是在并联运行设计过程中所要考虑的主要因素。该处理器可配置两路通用异步接收／发送装置串行通信口，其中一路转换成RS485通信，与上位机的配网自动化系统连接，另一路串口转换成RS232为多台低压智能电容器并联工作时通信专用。
2.1低压智能电容器通信地址设置
在设计时将低压智能电容器的通信地址设置为，由操作人员直接拨码的开关完成。拨码开关设为4位，由微处理器I/O口采集开关状态，设置从0000-1111共16个不同地址。在软件中，文章定义地址设置为0000的智能电容器为单独运行状态，地址为1111的智能电容器为退出运行状态，其余地址均为组网运行状态。
2.2自动组网功能
自动组网的主要功能就是在同时运作多台电容器投切控制器时，通过DS232的通信方案，将运行的多台低压智能电容器并联运行，组成一个网状的通信线路，打造出一个主体多个分支的串行通信网络结构，这种设计方案可以定时定量的传统主机地址代码的信息，通过控制主机的运转情况，以控制所有从机的运转情况。在实际应用上，JP补偿柜中的低压智能电容器的支路在4组之内，而这种方案有效的提高了运行的可靠性。
2.3电网侧电流信号的处理
在传统的无功补偿控制器设计中，电网侧的电流信号一般都是直接使用标准电流互感器二次侧的电流信号。在设计中将电网侧的标准电流互感器的二次侧电流信号接入特制（穿心式结构）的电流互感器，将标准电流互感器二次输入电流转换为小幅值的电压信号，提供给多台并联的低压智能电容器模块使用L7J，电流采样互感器该电压信号使用2根电缆并行接入各个低压智能电容器模块。
三、实际应用测试
以一台区配电变压器为例，如果用普通的设计方案，那补偿柜的柜体高度会较高，这会给内部接线工作的开展制造困难，而且高度增加会加大内部接线量，间接增加了布线的时间，也不利于柜体内部的美观。无论从实用性还是美观性上来看，传统的设计方案都是不合适的。而JP补偿柜的补偿室只需要一台补偿开关统一管理。假设这台配电变压器容量是100KVA，那么它的补偿总开关塑壳短路器和3台低压智能电容器容量都必须是10kvar，接线部分也只需要两步，既减少了工作人员的工作难度与工作时间，又美化了柜体内部的结构。台低压智能电容器的通信地址分别设置为0001、0010和0011，并将外部通信RS485总线接人上位机进行观测。通电运行后，第一台智能电容器地址为0001，默认成主机，通过RS232总线查询组网情况，得到其余3台智能电容器模块的回应，获得其余模块的数量、容量、开关信息，成套装置在0001号模块监测实时无功功率的情况下投切电容器；将第二组智能电容器的地址设置为1111，该电容器立即分断开关、退出运行并闭锁，0001号主机随即报告0010号电容器模块故障，并协调与0011号模块进行投切补偿。恢复初始状态后重新通电运行，将第一台电容器的地址由0001改为1111，原主机立即退出运行，10S后通信地址为0010号的第二台主机自动升级为主机，取得与上位机的通信，协调自身与第三台电容器进行投切补偿。
四、补偿效果测试
两组电容器可分成3个阶梯等级容量进行投切，在变压器不同负载情况下测得的数据见表1，补偿效果基本达到了设计要求。
五、结语
总之，建设节约型社会是现阶段社会经济发展进程中大力提倡的，在对资源进行开发利用时，要注重其使用的高效性，采取一切可行的措施降低对能源的消耗。由于大型工业生产企业在电力使用过程中存在严重的电能浪费现象，为了改变这一现状，可以通过在用电系统中加入低压智能电容器达到节能的作用。JP补偿柜是一种常见的功率补偿设备，改进低压智能电容器节能技术可以有效提高补偿柜的节能功效。
参考文献：
[1]陈元招．零投切开关的低压智能电力电容器设计[J]．计算机测量与控制，2010（10）：16-20．
[2]朱毅，骆和平．低压电网无功补偿最优方式和补偿容量的选择[J]．水利科技，2005（4）：49-51．
[3]王乙伊．低压配电网无功补偿方式的研究[J]．广东电力，2007，20（2）：33-36．
[4]赵庆亮，魏晓涛，王以伦．用单片机的串行口实现异步多机通信[J]．信息技术，2003（7）：30-32．
[5]朱毅，骆和平．低压电网无功补偿最优方式和补偿容量的选择[J]．水利科技，2005（4）：49－51．
作者简介：
朱杰（1988.9.7）性别：男；籍贯：湖南衡阳；民族：汉族；学历：本科；职务：电气工程师；研究方向：高低压成套电气设计；单位：威胜电气有限公司。
论文作者:朱杰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/1/16
标签：电容器论文; 低压论文; 智能论文; 电流论文; 电网论文; 地址论文; 模块论文; 《电力设备》2018年第25期论文;