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階梯式補償的技術優勢
由于電容器的容量是固定的,為了能夠控制補償裝置的補償量,需要在一套補償裝置中安裝若干臺電容器,控制電容器的投入數量,就可以控制總的補償量。
最常見的設計方案是使用若干臺相同容量的電容器,這時,步進臺階就是單臺電容器的容量。按標幺值計算,設總補償量為1,則步進臺階為電容器數量的倒數。例如:在一套補償裝置中安裝了10臺20Kvar的電容器,則總補償量為200Kvar,步進臺階為20Kvar。按標幺值計算,步進臺階為1/10。這種設計方案比較簡單,也比較容易使電容器循環投切。缺點是步進臺階過大,即使安裝了15臺電容器,步進臺階仍然為1/15,在被補償用戶負荷較輕時,仍然不能取得良好的補償效果。
還有一種設計方案是將電容器容量按2進制排列,例如最小的電容器為5Kvar,然后依次為10Kvar、20Kvar、40Kvar、80Kvar、160Kvar。這種方案使用的電容器數量最少,步進臺階也最小,總容量310Kvar的補償裝置只安裝6臺電容器,步進臺階為5Kvar,標幺值為:5/310=1/62。這種方案的致命缺點是電容器的投切過于頻繁。例如當系統需要的補償量為150Kvar時,需要投入10Kvar、20Kvar、40Kvar、80Kvar共4臺電容器。當系統需要的補償量增加到160Kvar時,需要將10Kvar、20Kvar、40Kvar、80Kvar共4臺電容器切除,然后投入160Kvar電容器。反之當系統需要的補償量為減少到150Kvar時,需要將切除160Kvar電容器,然后投入10Kvar、20Kvar、40Kvar、80Kvar共4臺電容器。
更為嚴重的問題是:當其中某一臺電容器出現故障以后,會導致振蕩現象。例如當20Kvar電容器損壞而系統需要的補償量為150Kvar時,首先投入10Kvar、20Kvar、40Kvar、80Kvar共4臺電容器后發現欠補償20Kvar。然后將10Kvar、20Kvar、40Kvar、80Kvar共4臺電容器切除,投入160Kvar電容器后又發現過補償10Kvar。再切除160Kvar電容器,投入10Kvar、20Kvar、40Kvar、80Kvar共4臺電容器后又發現欠補償20Kvar。如此反復,即導致振蕩現象發生。
最好的設計方法是使用若干臺相同容量的電容器,再使用一臺1/2容量的電容器和一臺1/4容量的電容器。例如:使用8臺20Kvar的電容器、1臺10Kvar的電容器和1臺5Kvar的電容器。這時共使用10臺電容器,總補償容量175Kvar,步進臺階為5Kvar,標幺值為:5/175=1/35。這種設計方案的步進臺階已經足夠小,可以實現足夠的補償精度,滿足各種場合的需要。8臺相同容量的電容器可以實現循環投切,1/2容量的電容器和1/4容量的電容器的投切雖然可能頻繁一些,但是由于容量小,投切頻繁一些沒有問題。