这个无功功率补偿电气原理图的整个核心部分, 一共是由三个东西来组成的, 那三个东西分别是电容器组和那个叫补偿控制器的设备或者是投切开关, 还有电抗器, 这个电抗器在串联的地方是起到限流作用的, 然后这三样东西呢, 是通过主回路断路器去连接那个低压母线的, 就这么一个连接方式, 才构成了一个完整的补偿回路, 想要弄懂这个原理图的关键问题, 在于大家得把这三个部分在电路里面到底是串联也好也好并联也罢, 这两者的关系给理清楚, 另外它们的触发逻辑也要搞明白。
原理图核心组成与功能定位
典型接线方式（单线图读法）
从母线侧向负载侧依次读取：
1. 低压母线这个部分, 也就是四百伏的这个电压等级的母线, 会连接到主回路断路器，这个断路器通常用QF来代表, 接着电流会通过串联电抗器, 这个电抗器的符号是L, 然后再进入投切开关, 这个开关可以用QK来表示, 它具体可以是真空接触器, 也可以是晶闸管开关, 经过这个开关之后, 电才会流向电容器组, 这个电容器组的符号是C, 并且通常是多组分级的配置方式连接在一起的, 最后到达中性点, 这个中性点一般用N来表示。
2. 控制回路需要独立地进行绘制, 具体来说, 补偿控制器要去采集 A、B、C 这三相的电压, 以及去采集总电流, 在经过逻辑判断之后, 要向投切开关线圈发送 “投入” 或者 “退出” 的脉冲信号。同时, 还要通过指示灯或者是继电器来反馈电容器组当前的运行状态。
在读图的时候有一个需要重点关注的要点, 那就是你要去搞明白主回路里面的电器元件到底是用串联方式连接还是用并联方式连接的, 因为在这里电抗器和电容器是必须进行串联的, 而当你去关注控制回路的时候你需要重点关注的是信号的走向是怎么样的, 也就是要把控制器的输出端和开关的辅助触点给接上, 这样就构成了一个叫做自保持回路的电路。
工作原理（动态过程）
当系统的功率因数比设定的值还要低, 设定的这个通常就是零点九二的时候, 控制器就会检测出存在无功缺额这种情况, 并按照预设好的分组容量大小, 把电容器组一个个地依次投入进去, 每投入一组电容器之后, 控制系统要等待一段时间才进行下一步的操作, 这段延时的时间通常是两秒钟到五秒钟之间, 然后再重新测量数据, 如果测量的结果还是觉得不足的话, 就接着往上投入下一组, 一直做到功率因数达到合格的标准为止, 当整个负荷减小的情况出现时, 电容器组的退出顺序就要和刚才投入的顺序相反了, 是一个一个级别退出的, 这样做的目的是为了防止发生过度补偿的问题。
在这个过程里面, 串联电抗器是一直处在工作中的状态的, 这样做就是把合闸涌流给限制住, 让它不超过电容器额定电流的2到3倍的范围, 然后它会和电容器一起构成一个调谐回路, 这个调谐回路在一般的情况下其调谐频率是189Hz, 它对应的是7次谐波, 这样一来就可以避免谐波被放大。
常见应用与选型对照
工厂里面的配电房, 也就是电压等级为零点四千伏那一侧的设备区域, 它可以选择安装静止无功发生器, 这种缩写是SVG, 或者也可以选用传统的电容器组, 而在相关的原理示意图里面, 它的控制方式基本上是以晶闸管投切技术作为主要手段的。
在大型变压器的低压侧部分, 会有多组电容器被配置成分级摆放的形式, 这些电容器的规模比如说有四个300千伏安的单元, 同时这个系统还会配合一个电抗性数值为13%的装置来工作, 目的是把5次以及更高次数的谐波给过滤掉。
这个光伏电站有一个所谓的并网点, 在那个位置安装的控制器, 它的工作任务是需要同时考虑到光伏这一侧产生的电力波动情况, 因此该控制器在进行功率输出或者切断操作的频率方面要比一般的情况更高一些, 所以在整个系统的电路原理图设计当中, 我们需要专门增加一个名为PVAC的光伏逆变控制通信接口装置。
有关具体的型号还有参数方面的内容, 并且涉及到工程接线的一些细节情况, 大家可以去参考一下www.lingheal.com这个网站上面所发布的技术文档, 同时也可以查阅一下典型的工程图纸库里面的相关资料。
读图易错点提醒
电容器组的Y型接线和三角形接线的不同在于: 低压侧电压是400V的时候, 采用Y型接线, 这时候每相电容器的额定 voltage 应该是400除以根号3, 大概就是231V。如果说误以为它是三角形接线的话就会导致容量的计算出现错误的情况发生。
在选择电抗器额定电压时, 要取电容器额定电压的一个相应的百分比大小。在原理图里的表示方式通常是标注上"U_L=5%U_C"这样的内容, 或者是标注上"13%U_C"这样的字符串。这个事项非常重要, 千万不可以把这部分内容给漏掉。
控制器采样点必须安装在电抗器靠近母线的那一边, 而不能是安装在电容器那边, 如果不这样的话, 就会导致系统无功缺额这一重要数据无法被准确反映出来, 也就是说不法得到那个准确的数值。
掌握了上面提到的那些构成方面, 还有接线的先后顺序, 以及动态逻辑是怎么运行的, 这样的话, 就可以自己一个人去读懂各种没有固定格式的无功功率补偿的电气原理图里面写的内容了, 并且能够根据这些读到的内容, 把设计审核这种工作上做的事情做完, 也能在施工现场去排查那些可能出现的问题。
