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[摘 要]本文结合采油厂实际，对低压配电室用能情况进行调研分析发现大部分配电室用电负荷较大、部分设备陈旧老化、电网运行平均功率因数低下和电能利用效率不高、系统网损严重和供电电压不稳等诸多问题，并通过对传统无功补偿技术与TSC动态无功补偿技术的对比分析，提出了采用具有谐波治理功能的数控就地TSC动态无功补偿技术解决上述问题的最佳方案，介绍了该技术的工作原理、主要技术指标和功能特点等，经在油田及采油厂部分低压配电室中试验推广应用结果表明，该技术性能优越，技术先进，自动化程度高，补偿效果好，其节电效果及经济效益明显，具有良好的推广应用前景。
[关键词]动态补偿技术功率因数电力能效 无功功率低压配电应用
中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）44-0019-01引言
通过对低压配电室用电负荷、设备老化和功率因数等情况进行了调研分析，发现大部分配电室用电负荷较大，部分设备陈旧老化，最为明显的是电网运行平均功率因数只有0.457，严重偏离供配电系统对电网运行功率因数的技术指标要求。针对厂电网运行中存在的上述问题，在认真调查、研究和综合分析的基础上，结合过去进行集中静态无功补偿工作经验和油田各配电室用电负荷根据生产需要而变化的实际情况，提出了采用具有谐波治理功能的数控就地TSC动态无功功率补偿技术，对其实施进行实时动态补偿应用试验，并取得了良好的现场试验应用效果，有效地提高了油田及采油厂电网运行的功率因数，降低了系统损耗。
1.为什么要应用动态无功功率补偿技术
电力系统的无功补偿是提高系统运行电压、减小网损、保持系统运行稳定的有效手段，无功功率的不足和过剩都会对电压质量和电能损耗有明显的影响。而采用无功自动补偿技术能良好的解决这些问题。传统的无功补偿技术采用功率因数补偿器（PFC），即采用接触器法用于补偿电网负荷的功率因数。但接触器在频繁投切电容器过程中产生的的浪涌电流常导致接点烧毁，且动态响应速度慢。PFC对频繁波动负荷所产生的动态无功功率不能进行有效补偿，所以也不能有效地解决由此带来的电压不稳、闪变、系统网损和降低电源带载容量等问题。而可控制动态无功功率补偿技术（TSC）是电力电子技术领域的一项新技术，它采用16位单片机87916KC，在网压低于所设定的支持网压时，按COSΦ=1进行补偿，在网压高于所设定的支持网压时，计算机自动采用网压支持算法，使电网电压维持在所设定的支持网压上。装置控制系统实时对网压、各次滤波的补偿电流、可控硅温度进行监控，同时该技术具有故障自诊断功能及“故障容错运行”的特殊功能，即当系统检测出装置中某一组补偿单元出现故障.会自动安排相近的补偿单元投入运行，并显示和自动切除发生故障的补偿单元，从而提高装置补偿的连续性。同时该技术还根据感性无功功率的大小投入一定路数的谐滤波滤波器，它们对50 Hz正好构成8：4：2：1比例的容性无功电流，其最小电容量的那一路为单位电容量，它决定补偿精度。在无0序电流的情况下，i相不平衡负载的平衡化可归纳为补偿后相无功电流完全等于零。
2.低压动态无功补偿技术主要技术指标
主要技术指标主要有：
（1）参数类别：JKL5C：
（2）取样电压：380V±15%；取样电流：5A；
（3）频率：50～60Hz；
（4）灵敏度：100mA（最小取样电流）：
（5）投入门限：自适应>llIc且 （6）切除门限：自适应超前过零切除：
（7）COSΦ预置：出厂预置0.98（0.85～0.99可调步长0.01）：过压预置：出厂预置430V （400-440V可调步长5v）：時间预置：出厂预置30s（1O-1OO s可调步长10s）；
（8）COS 显示：超前0.5～滞后0.5分辨率为0.01；
（9）工作方式：连续工作、循环投切；
（10）控制功数：每组10A、220V阻性；
（11）工作条件：环境温度一25℃-55℃；相对湿度≤90%（20～C℃时）：海拔高度不超过2500m；
（12）环境条件：无爆炸易燃的危险介质，无腐蚀金属的气体及损坏电气绝缘的导电尘埃。
3.主要功能特点
（1）低压动态无功补偿控制器（技术），依据国家专业标准设计，经国家电控制配电设备质量监督检验，型式试验合格，质量性能优越。
（2）取样物理量为无功电流，满量程动态跟踪补偿，无投切振荡及补偿呆区。
（3）采用单片机控制技术。取样信号测量系统为三相模拟测量或三相电子测量，补偿精确度高，节能效果好。
（4）投切门限可由用户自行整定或模糊逻辑控制。
（5）采用大功率电力电子器件组成无触点交流开关，实现电容器无过渡投切。其适用于频繁波动的负荷和冲击负荷的补偿，使电容器投切全过程自动化、智能化、最优化。
（7）投切过程中无浪涌冲击、操作过电压和电弧重燃现象稳定系统电压。抑制电压闪变，吸收一定的谐波分量。
（8）设备维护工作量小，无故障运行时间长。
4.现场应用情况
近年来对采油厂生产运行过程中所属的多个低压配电室电容补偿情况、用电负荷进行调研分析，其中部分输油站、接转站、配电室等低压配电室原电容补偿设备老化严重，有的设备直接不能使用，其用电量又大，浪费大量电能。因此对这些低压配电室应用动态无功补偿装置。根据各低压配电室用电负荷不同，安装不同容量的补偿装置，该装置根据低压配电室运行情况，进行无功实时动态补偿，即当功率因数低于0.9时（设定值），补偿电容则一组组地投入进行补偿；当功率因数高于0.93时（设定值），补偿电容将一组组地退出，直到满足补偿要求。这些低压配电室安装应用动态无功补偿装置，平均功率因数由补偿前0.550，提高到补偿后的0.922，有功节电率为3.51%，无功节电率为69.86%，综合节电率达l2.75%，补偿、节电效果良好。
5.效果评价
（1）电网平均功率因数明显提高。经厂有关技术人员现场多次测试，多座低压配电室安装应用动态无功补偿装置后，平均功率因数由补偿前的0.550，提高到补偿后的0.922。
（2）节能效果显著。低压配电室每年节约大量的有功电量，年节约电费支出巨大，综合节电率为12.75%，取得了良好的节电效果和节能效益。
（3）自动化程度高。该技术采用先进的计算机自动监控技术，实现了电网无功补偿技术的自动化。
（4）具有明显的增容效果，解决了低压配电室长期来负荷过重和容量不足的问题
（5）低压动态无功功率补偿技术在低压配电室应用，有效地提高低压配电室功率因数，减少电量损失，提高电力能效，具有良好的经济效益和社会效益。
（6）技术先进，实用性强，可有效解决油田及采油厂低压配电室功率因数偏低和配电变压器容量不够的问题.在油田生产领域具有良好的推广应用前景。
参考文献
[1] 张秀春.基于DSP的TSC动态无功与谐波综合补偿装置的设计[J].中国新技术新产品2014，13（5）：112-115.
[2] 王夏鹏.能源企业关于新型动态无功补偿技术的有效性研究[J].电子技术与软件工程.2016，18（1）：108-111.
[3] 陈阿原.10 kV新型动态无功补偿与谐波抑制技术研究[J].中国高新技术企业.2015，16（9）：139-141.
[关键词]动态补偿技术功率因数电力能效 无功功率低压配电应用
中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）44-0019-01引言
通过对低压配电室用电负荷、设备老化和功率因数等情况进行了调研分析，发现大部分配电室用电负荷较大，部分设备陈旧老化，最为明显的是电网运行平均功率因数只有0.457，严重偏离供配电系统对电网运行功率因数的技术指标要求。针对厂电网运行中存在的上述问题，在认真调查、研究和综合分析的基础上，结合过去进行集中静态无功补偿工作经验和油田各配电室用电负荷根据生产需要而变化的实际情况，提出了采用具有谐波治理功能的数控就地TSC动态无功功率补偿技术，对其实施进行实时动态补偿应用试验，并取得了良好的现场试验应用效果，有效地提高了油田及采油厂电网运行的功率因数，降低了系统损耗。
1.为什么要应用动态无功功率补偿技术
电力系统的无功补偿是提高系统运行电压、减小网损、保持系统运行稳定的有效手段，无功功率的不足和过剩都会对电压质量和电能损耗有明显的影响。而采用无功自动补偿技术能良好的解决这些问题。传统的无功补偿技术采用功率因数补偿器（PFC），即采用接触器法用于补偿电网负荷的功率因数。但接触器在频繁投切电容器过程中产生的的浪涌电流常导致接点烧毁，且动态响应速度慢。PFC对频繁波动负荷所产生的动态无功功率不能进行有效补偿，所以也不能有效地解决由此带来的电压不稳、闪变、系统网损和降低电源带载容量等问题。而可控制动态无功功率补偿技术（TSC）是电力电子技术领域的一项新技术，它采用16位单片机87916KC，在网压低于所设定的支持网压时，按COSΦ=1进行补偿，在网压高于所设定的支持网压时，计算机自动采用网压支持算法，使电网电压维持在所设定的支持网压上。装置控制系统实时对网压、各次滤波的补偿电流、可控硅温度进行监控，同时该技术具有故障自诊断功能及“故障容错运行”的特殊功能，即当系统检测出装置中某一组补偿单元出现故障.会自动安排相近的补偿单元投入运行，并显示和自动切除发生故障的补偿单元，从而提高装置补偿的连续性。同时该技术还根据感性无功功率的大小投入一定路数的谐滤波滤波器，它们对50 Hz正好构成8：4：2：1比例的容性无功电流，其最小电容量的那一路为单位电容量，它决定补偿精度。在无0序电流的情况下，i相不平衡负载的平衡化可归纳为补偿后相无功电流完全等于零。
2.低压动态无功补偿技术主要技术指标
主要技术指标主要有：
（1）参数类别：JKL5C：
（2）取样电压：380V±15%；取样电流：5A；
（3）频率：50～60Hz；
（4）灵敏度：100mA（最小取样电流）：
（5）投入门限：自适应>llIc且
（7）COSΦ预置：出厂预置0.98（0.85～0.99可调步长0.01）：过压预置：出厂预置430V （400-440V可调步长5v）：時间预置：出厂预置30s（1O-1OO s可调步长10s）；
（8）COS 显示：超前0.5～滞后0.5分辨率为0.01；
（9）工作方式：连续工作、循环投切；
（10）控制功数：每组10A、220V阻性；
（11）工作条件：环境温度一25℃-55℃；相对湿度≤90%（20～C℃时）：海拔高度不超过2500m；
（12）环境条件：无爆炸易燃的危险介质，无腐蚀金属的气体及损坏电气绝缘的导电尘埃。
3.主要功能特点
（1）低压动态无功补偿控制器（技术），依据国家专业标准设计，经国家电控制配电设备质量监督检验，型式试验合格，质量性能优越。
（2）取样物理量为无功电流，满量程动态跟踪补偿，无投切振荡及补偿呆区。
（3）采用单片机控制技术。取样信号测量系统为三相模拟测量或三相电子测量，补偿精确度高，节能效果好。
（4）投切门限可由用户自行整定或模糊逻辑控制。
（5）采用大功率电力电子器件组成无触点交流开关，实现电容器无过渡投切。其适用于频繁波动的负荷和冲击负荷的补偿，使电容器投切全过程自动化、智能化、最优化。
（7）投切过程中无浪涌冲击、操作过电压和电弧重燃现象稳定系统电压。抑制电压闪变，吸收一定的谐波分量。
（8）设备维护工作量小，无故障运行时间长。
4.现场应用情况
近年来对采油厂生产运行过程中所属的多个低压配电室电容补偿情况、用电负荷进行调研分析，其中部分输油站、接转站、配电室等低压配电室原电容补偿设备老化严重，有的设备直接不能使用，其用电量又大，浪费大量电能。因此对这些低压配电室应用动态无功补偿装置。根据各低压配电室用电负荷不同，安装不同容量的补偿装置，该装置根据低压配电室运行情况，进行无功实时动态补偿，即当功率因数低于0.9时（设定值），补偿电容则一组组地投入进行补偿；当功率因数高于0.93时（设定值），补偿电容将一组组地退出，直到满足补偿要求。这些低压配电室安装应用动态无功补偿装置，平均功率因数由补偿前0.550，提高到补偿后的0.922，有功节电率为3.51%，无功节电率为69.86%，综合节电率达l2.75%，补偿、节电效果良好。
5.效果评价
（1）电网平均功率因数明显提高。经厂有关技术人员现场多次测试，多座低压配电室安装应用动态无功补偿装置后，平均功率因数由补偿前的0.550，提高到补偿后的0.922。
（2）节能效果显著。低压配电室每年节约大量的有功电量，年节约电费支出巨大，综合节电率为12.75%，取得了良好的节电效果和节能效益。
（3）自动化程度高。该技术采用先进的计算机自动监控技术，实现了电网无功补偿技术的自动化。
（4）具有明显的增容效果，解决了低压配电室长期来负荷过重和容量不足的问题
（5）低压动态无功功率补偿技术在低压配电室应用，有效地提高低压配电室功率因数，减少电量损失，提高电力能效，具有良好的经济效益和社会效益。
（6）技术先进，实用性强，可有效解决油田及采油厂低压配电室功率因数偏低和配电变压器容量不够的问题.在油田生产领域具有良好的推广应用前景。
参考文献
[1] 张秀春.基于DSP的TSC动态无功与谐波综合补偿装置的设计[J].中国新技术新产品2014，13（5）：112-115.
[2] 王夏鹏.能源企业关于新型动态无功补偿技术的有效性研究[J].电子技术与软件工程.2016，18（1）：108-111.
[3] 陈阿原.10 kV新型动态无功补偿与谐波抑制技术研究[J].中国高新技术企业.2015，16（9）：139-141.