一种感性无功补偿设备的容量试验装置

王朋　黄启哲　邓春明　韦涛（.武汉大学工学部电气工程学院，湖北武汉 43007；.广西电网有限责任公司河池供电局，广西河池 547000）

一种感性无功补偿设备的容量试验装置

王朋1黄启哲2邓春明2韦涛2
（1.武汉大学工学部电气工程学院，湖北武汉 430072；2.广西电网有限责任公司河池供电局，广西河池 547000）

本文提出了一种感性无功补偿设备的容量试验装置，调压器起始输出电压较低，以保证试验工作安全，可投切的补偿电容器组包括相互并联的多个电容支路，每个电容支路由一个电容与一个投切开关串联组成。本试验电源容量小、经济性好、实用、应用广泛，也可用于对大容量无功功率设备的容量试验。

无功补偿 容量试验 固定电容器

【Abstract】This paper presents a perceptual capacity test device for reactive power compensation equipment，the initial low output voltage regulator to ensure work safety test，for the entire compensation capacitor group including mutual and the multiple capacitance，each capacitor support routing a capacitance and a complaints all switch series. The pilot power capacity is small，economical，practical，and wide range of applications； it can also be used for the mass reactive power equipment capacity test.

【Keywords】reactive power compensation； capacity test；the fixed capacitor

1　引言

随着无功补偿装置在电力系统中的广泛应用，其运行的安全性和稳定性极为重要，对这类装置进行容量试验是十分有效的手段之一。目前，最常见的容量试验是变压器和固定电抗器空载和负载试验，变压器短路试验是在短路条件下对变压器进行负载损耗试验，试验所需试验装置容量大大低于被试变压器容量。如：对短路电抗为7%的变压器做负载损耗试验，所需电源容量可取为被试变压器额定容量的7%。与变压器、固定电抗器相比，连续可调无功补偿设备具有容量可变的特点，对其进行的一些试验比电力变压器、普通电抗器要复杂的多。因此，利用现有变压器、电抗器试验设备和试验方法对大容量的感性无功补偿［1-3］设备进行容量试验［4-5］是十分困难的。

鉴于上述存在的问题，本文提供一种试验电源容量小、经济性好、实用的电力系统中感性（电抗器）无功补偿设备的容量试验装置。此外，该装置也可用于对大容量无功功率设备的容量试验等项目，且该装置的原理并不限于感性无功功率，因此应用广泛。

2　感性无功补偿设备的容量试验装置原理介绍

如图1所示，本文提供了一种电力系统中感性无功补偿设备的容量试验装置，包括调压器（10）、调压器输出的电流电压测量单元、升压变压器、补偿电容器组（中C1、C2…Cn）、试验电流测量单元、试验电压测量单元和 高压电容分压器。

交流电源通过调压器提供连续可调电压，经升压变将电压升高至额定电压，升压变的高压侧接可投切补偿电容器组序列和被试品。在调压器的输出侧接入电流和电压测量单元，升压变的高压侧接有电流、电压测量单元，被试品支路串入试验电流测量单元。

以可投切的补偿电容器组为例说明具体步骤：试验前，将调压器输出电压调至零位或最小，将小于电源额定容量的一组电容器并入回路。接通电源后，调节调压器，使升压变电压升至试验电压，此时，试验电路中流过的电流仅为补偿电容电流。

接通试验电源后，调整感性无功补偿设备的补偿容量，抵消部分电容电流，使调压器回路电流最小。当调压器回路电流达到最小后再慢慢将调压器输出电压升高，在升压过程中不断观察调压器回路电流值。若调压器回路电流将要接近允许值时，再调整被试品的补偿容量，与补偿电容容量接近，此时可观察到调压器回路电流逐渐回落至最小值。当调压器回路电流最小时，再将升压变的输出电压升高并重复上面的调压过程，直至被试品端电压达到额定值。

为确保在各试验设备的电流在允许值范围内，使电抗器在额定电压时达到额定容量，采用固定电容组补偿，通过调压器和感性无功补偿设备输出容量的反复调节，配合按序列分组投切电容器组的方法来实现。有必要在额定电压、额定频率下，按照上述方法分别调节感性无功补偿设备的补偿容量5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%的额定电流，验证设备的动态补偿特性。

图1中所示的补偿电容器是根据被试品容量的一定比例取值。取值的具体方法比较灵活，希望能组合产生的电容补偿级数多一些，但是综合考虑到系统复杂性以及经济性的问题。常采用二进制方案，即各电容组的电容分别取值为C、2C、4C……。如果组数为k，例如k=3，共三组，则三组电容组合可得到0、C、2C、3C、4C、5C、6C、7C共8种总电容值，即2k=23=8种，电容值调控量相差7倍。另一种方案是k组中一组电容为C，其他各组都是2C，这时若k=3，则三组电容组合共得到2k=6种总电容值：0、C、2C、3C、4C、5C，电容值调控量相差5倍。这种方法调控量较小，且调控电容值时投、切电容较简单。

3　结语

本文提出了一种感性无功补偿设备的容量试验装置，调压器输入端连接交流电源，输出端输出连续可调电压；升压变压器输入端与电压和电流测量单元串联后连接调压器的输出端，该升压变压器用于将调压器的输出电压升高以达到感性无功补偿设备的额定电

……

……压；升压变输出端分别并联可投切电容器组和感性无功补偿设备，感性无功补偿设备支路串联电流测量单元；在升压变的高压侧并联高压电容分压器（或电压互感器）。本试验电源容量小、经济性好、实用、应用广泛，也可用于对大容量无功功率设备的容量试验。

［1］李楠楠.加强无功补偿管理降低电力网的线损［J］.电子技术与软件工程，2013（23）：169-169.

［2］白路.基于DSP的晶闸管控制电抗器（TCR）装置的研制［D］.华北电力大学（河北），2004.

［3］王宝安，金丽莉，罗亚桥，等.基于磁控电抗器的动态无功补偿装置［J］.电力自动化设备，2010（4）：97-100.

［4］江钧祥，蔡富强，蔡金存，等.低压电容无功补偿装置不宜频繁投切［C］.中国电工技术学会电力电容器学会学术年会，2003.

［5］鲁亚男，陈豪，刘广宁.发电厂启备变低压侧无功补偿装置改善空载功率因数的研究［J］.城市建设理论研究，2013（12）.