無功補償控制器是無功補償裝置的核心部件,具有舉足輕重的地位,大部分無功補償裝置的生產廠家都是買來控制器然后自行裝配整機,具有設計制造控制器能力的廠家不多,能夠設計制造出性能優異的控制器的廠家更是鳳毛麟角。
無功補償控制器對測量精度的要求
要實現的無功補償就必須對無功電流進行準確的測量。
因為電壓的變化范圍較小,因此對電壓的測量精度要求不高,通常有1%的測量精度就足夠了。通常的情況下,不測量電壓也可以實現很好的無功補償控制,對電壓的測量主要是為了實現過壓、欠壓、以及缺相等保護功能。
對電流的測量靈敏度要求要高一些。對于使用8位單片機的低檔控制器,測量靈敏度要達到1%以上。注意這里強調的是"測量靈敏度"而不是"測量精度", 1%的電流測量靈敏度即相當于可以區分1%的電流變化,例如電流互感器的一次電流為500A,則意味著可以區分從100A到105A的電流變化,并不要求100A的電流測量值準確。
對于使用DSP或32位單片機的高檔控制器,測量靈敏度要達到0.1%以上,否則就談不到高檔了。同樣的道理,測量的靈敏度要達到0.1%,意味著測量值應該有4位有效數字,但同樣并不要求準確。對無功補償控制器要求0.1%的測量精度是不現實的,也沒有實際意義。但是控制器的測量值能在現場進行校正。
對功率因數測量的靈敏度要達到0.001。準確地說,應該是對相位差的測量要求,因為測量無功功率并不需要使用功率因數值。
這里要強調一點,對無功電流的計算應該使用Iq=I×sinφ的公式來進行計算,而sinφ的值應該根據相位差的值直接進行計算,不能使用sinφ=(1-cosφ2)1/2的公式計算,否則當相位差在0度附近時,cosφ的微小變化會導致sinφ的很大變化,導致sinφ的值誤差太大。例如cosφ=0.99時,對應的相位差是8.1度,對應的sinφ值為0.14,意味著0-0.14之間其他sinφ值檢測不到。
對相位差的測量要求達到整個-180-+180度范圍。有一些控制器具有電流互感器接反的自動識別功能,這種控制器以有功必須為正值來判斷互感器的正反,相當于-90-+90度范圍,這就可能以下的問題:
(1)當負荷處于發電狀態時會出現檢測錯誤。
(2)當負荷為純電感或純電容時,由于有功電流約等于零,可能會將電感誤判斷為電容或者將電容誤判斷為電感。而負荷為純電容的狀態經常會出現,例如負荷為單一大負荷而負荷停機時,無功補償電容器尚在運行,于是變壓器二次電流就變為純電容電流,如果將這個電流誤判為電感電流,控制器就會繼續投入電容器,直至將所有的電容器全部投入運行,造成嚴重的過補償現象。