一、概述
隨著國民經(jīng)濟的快速增長，城鄉(xiāng)負荷不斷增加，電力負荷缺口日益嚴重，電壓質(zhì)量不斷惡化。電力系統(tǒng)電壓無功管理是保證電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量及經(jīng)濟運行的重要手段，加強電力系統(tǒng)無功電壓管理可以穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，提高功率因數(shù)，降低線損，在不增加電源建設(shè)的前提下增加供電能力。
目前電力系統(tǒng)對電壓無功管理非常重視，投入了大量資金，開發(fā)了許多電壓無功管理應(yīng)用軟件。但由于目前無功調(diào)節(jié)手段落后及電容器運行中過壓、過流、壽命等問題，使得電壓無功管理軟件不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，電壓無功管理相對落后、線損偏大是普遍存在的問題。針對以上問題，我公司開發(fā)了變電站電壓無功自動調(diào)節(jié)裝置，該裝置突破傳統(tǒng)無功補償理念，改電容器分組投切為一次性固定投入，通過改變電容器端電壓達到改變補償容量的目的，解決了電容器投切中的過電壓、涌流等技術(shù)問題。改滯后調(diào)節(jié)為適時調(diào)節(jié)。變電站電壓無功自動調(diào)節(jié)裝置的推廣應(yīng)用將把電壓無功管理水平大大提高，可以大幅度降低線損，提高供電企業(yè)的經(jīng)濟效益，在不新建電廠的情況下增加供電能力，為解決目前國內(nèi)電力緊張作出貢獻。
1.1 傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)手段及電容器運行中存在的問題
傳統(tǒng)的電壓無功調(diào)節(jié)都是通過改變電容器投入數(shù)量及調(diào)節(jié)主變電壓分接開關(guān)來實現(xiàn)的。這樣就帶來兩個問題：一是無論將電容器如何分組都不可能完全適應(yīng)系統(tǒng)感性無功變化，只能在某一較大范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，不能實現(xiàn)細調(diào)；二是電容器投切產(chǎn)生過電壓，因而頻繁操
作必將嚴重影響電容器運行壽命。因此就無法實現(xiàn)適時、適量的電容補償，只能對系統(tǒng)或某一區(qū)域無功在某一時段內(nèi)進行優(yōu)化控制。
電容器在運行中的涌流問題，一般采用串聯(lián)電抗器進行限制，這樣必然要犧牲一部分電容器用來直接補償電抗器的無功損耗，增加電容器的投資。而串接電抗器又提高了電容器的運行電壓，嚴重影響了電容器的運行壽命。
由于以上問題的存在使得許多控制軟件及設(shè)備不能發(fā)揮作用，電壓無功管理無法得到有效提高。
1.2 調(diào)節(jié)原理
電壓無功調(diào)節(jié)裝置采用電容器固定接入，通過改變其端電壓從而改變電容器組補償容量。根據(jù) Q=2П FCu2原理，電容器不變，端電壓從100%Ue 降到60% Ue，其輸出容量就可在（100%--36%）×QH下進行調(diào)節(jié)，改變電壓調(diào)節(jié)精度就可以改變?nèi)萘空{(diào)節(jié)精度。
1.3 電壓無功自動調(diào)節(jié)裝置的特點
1.3.1 電容器固定接入不進行分組，不進行投切，其輸出容量可以根據(jù)系統(tǒng)需要進行精細調(diào)節(jié)。解決因電容器投切引起的過電壓、涌流等問題。
1.3.2 以電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電容器端電壓，取消了電抗器，使電容器長期穩(wěn)定工作在額定電壓以下，延長了電容器的壽命。由于解決電容器過電壓問題，可以選擇較低電壓的電容器，減少了電容投資。
1.3.3 由于不采用投切方式，電容器運行中無投切引起的充放電問題，調(diào)節(jié)可以隨系統(tǒng)無功變化隨時進行，不需延時。可以實現(xiàn)適時調(diào)節(jié)，保證系統(tǒng)隨時都在最佳工作狀態(tài)，有效提高功率因數(shù)，降低線損。
1.3.4 可以選擇合適的投入電壓，有效降低投入電容器的涌流，減少對電網(wǎng)的影響。
JZ-MCR動態(tài)無功補償裝置的主要結(jié)構(gòu)
¨ JZ-MCR本體：MCR本體為油浸電抗器，采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片和漆包線，并采用低溫升設(shè)計，具有極高的可靠性，設(shè)計壽命達到30年以上，維護簡單，且工作量少。采用室外安裝方式，自然風冷或自冷冷卻。
¨ 勵磁系統(tǒng)：工作電壓極低，只有幾百伏，功率很小，僅為JZ-MCR功率的0.3%左右，電力電子元件全部采用進口優(yōu)質(zhì)低壓元件，無須任何器件的串并聯(lián),所有元件高度成熟可靠。勵磁系統(tǒng)自身具有完備的保護系統(tǒng)，可充分保證其運行的安全。勵磁系統(tǒng)中的電力電子器件的觸發(fā)系統(tǒng)采用光電觸發(fā)方式，主回路與控制回路隔離性能好，具有較強的抗干擾能力，光電－電光轉(zhuǎn)換器采用進口產(chǎn)品。因此，勵磁系統(tǒng)具有高度的可靠性。
¨ 控制系統(tǒng)：采用全數(shù)字控制系統(tǒng)，獨特的自學(xué)習控制算法，響應(yīng)時間快，可靠性高。控制系統(tǒng)與勵磁系統(tǒng)之間的具有友好的人機界面，方便用戶使用和維護。
¨ 監(jiān)控系統(tǒng)：對裝置中相關(guān)模擬量與開關(guān)量進行集中監(jiān)控，用戶可在監(jiān)控系統(tǒng)上實現(xiàn)對所有相關(guān)信息的監(jiān)測，并可通過監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對JZ-SVC裝置的遠程操作，監(jiān)控系統(tǒng)提供RS485等通訊接口，可接入現(xiàn)有自動化控制系統(tǒng)。
JZ-MCR無功補償裝置的特點和參數(shù)
高度的可靠性，可以實現(xiàn)20年的基本免維護運行。
具備在惡劣環(huán)境下的運行能力。
快速響應(yīng)能力，響應(yīng)速度可以達到20ms。
調(diào)節(jié)范圍大，可以達到100倍以上的調(diào)節(jié)范圍。
占地面積小，安裝方便，設(shè)備采用油浸方式，室外安裝，自然冷卻。
諧波小，對電網(wǎng)無污染，對現(xiàn)有電容器組無任何不良影響，便于改造場合充分利用現(xiàn)有設(shè)備。
過載能力強，可實現(xiàn)100%過載30秒，40%過載半小時。
損耗小，大容量MCR，損耗小于0.5%，一般可以實現(xiàn)0.8-1.5%。
過壓能力強，限壓能力好，具有天然的自動限壓能力。
對環(huán)境及人體無電磁污染。
可采用斯坦梅茨方法，實現(xiàn)三相非對稱負載的平衡化補償。
