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1、PLC在无功补偿自动补偿控制中应用摘要：正对电子式无功功率自动补偿控制器可靠性差、线路复杂等问题、提出用可编程控制器(PLC)实现无功功率补偿，以提高系统可靠性，简化系统的结构，并方便实现对功率因数的实时调整。关键字：补偿；可编程控制器；投切；控制引言近年来,我国电力装机容量速度增加,大大缓解了供电紧张的局面。随着供电量的增加,系统线损也将增大。据统计,电力系统的无功功率损耗最多可达总发电容量的20%~30%,也就是说大约1/4的发电容量都将用来抵消输配电过程中的功率损耗。所以功率因数越低,对电力系统运行越不利,主要原
2、因有如下两方面:1)发电机、变压器的额定视在功率为SN=UNIN,它代表设备的额定容量,在数值上等于允许发出的最大功率。因为发电机在额定工作状态下发出的有功功率为P=UIcosφ当负载的功率因数cosφ=1时,PN=SN,其容量得到了充分利用。当负载的功率因数cosφ<1时,发电机的电压和电流又不容许超过额定值,显然,这时发电机所能发出的有功功率较小,而无功功率则较大。无功功率越大,电路与电源之间能量交换的规模越大,发电机发出的能量得不到充分利用。同时,与发电机配套的原动机及变压器等设备也不能充分利用。2)在电压一定的
3、情况下,对负载输送一定的有功功率时,功率因数愈低,输电线路的电流就愈大。不仅增大线路上的压降,同时也加大了线路上的功率损耗。由此可见,提高电网的功率因数即无功补偿,对国民经济的发展有着极为重要的意义。第一章绪论1.1无功补偿概述1.1.1无功补偿的基本原理由于配电网中大多数为感性用户。所有电感负载均需要补偿适量的无功功率，提供这些无功功率主要有两条途径：一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。如果由输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而配电网中装设补偿电容器提供无功功率，就可以避免
4、由输电系统传输无功功率，从而降低电网无功损耗，提高系统的传输功率，达到提高系统电压和降损节能的目的。如图所示：P1=S1COSφ1因为φ1＝φ2＋φc且φ1＞φ2P2=S2COSφ2 因为φ1＝φ2＋φc且φ1＞φ2因此，为了保证有功功率P1=P2不变，必须装设补偿容量为φc的无功的电容补偿装置。式中COSφ1-改善前的功率因子COSφ2 -改善后的功率因子S1-功率因子改善前视在功率S2-功率因子改善后视在功率Q2Q3S2S1Pφ2φ1Q1图1无功功率补偿原理图1.1.2无功补偿的作用一、减少电力损失，一般工厂动力
5、配线依据不同的线路及负载情况，其电力损耗约2%--3%左右，使用电容提高功率因数后，总电流降低，可降低供电端与用电端的电力损失。二、改善供电品质，提高功率因数，减少负载总电流及电压降。于变压器二次侧加装电容可改善功率因数提高二次侧电压。三、延长设备寿命。改善功率因数后线路总电流减少，使接近或已经饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低，因此可以降低温升增加寿命（温度每降低10°C，寿命可延长1倍）四、最终满足电力系统对无功补偿的监测要求，消除因为功率因数过低而产生的罚款。1.1.3无功补偿的特点与发展前景静止无功
6、补偿装置（SVG）近年来获得了很大的发展，已广泛应用于负载无功补偿。其典型代表是固定电容器＋晶闸管控制电路控制电抗器（FixedCapacitor＋ThyristorControlledReactor——FC＋TCR）。晶闸管投切电容器（ThyristorSwitchedCapacitor——TSC）也获得了广泛的应用。静止无功无功补偿装置的一个重要特性就是它能连续调节补偿装置的无功功率。这种连续调节是依靠调节TCR中的晶闸管的触发延迟角得以实现的。TSC只能分组投切，不能连续调节无功功率，它只能和TCR配合使用，才能
7、整体调整无功功率的连续调节。由于具有连续调节的性能且响应迅速，因此SVG可以对无功功率进行动态补偿，使补偿点电压接近维持不变. 无功补偿是无功补偿电源的简称，指为满足电力网和负荷端电压水平及经济运行的要求，必须在电力网内和负荷端设置无功电源，如电容器、调相机等。无功补偿的配置应采取基本上就地平衡、分级补偿和便于调整电压的原则。在接近负荷端分散补偿，可减少无功功率的输送，从而降低损耗，减少压降，有较好的经济效果；集中安装在变电站内，则便于控制操作，有利调整电压。变电站安装的无功补偿设备容量，一般是以在高峰负荷时，其主变
8、压器的功率因数达到一定数值(如35～110kV变电站达到0.9～0.95)来考虑的，其值根据计算确定。不同变电站，视需要和可能，可安装调相机、并联电抗器、自动分组投切的电容器组或静止无功补偿器等无功补偿设备。有的送电线路也采用中间(串联)电容补偿。电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性电抗，在运行过程中需要向这些设备提
