智能型低壓無功補償裝置的發展
日期(qi):2017-07-18 / 人氣(qi):3335 / 來(lai)源:艾伯(bo)森
近年來,在城鄉電網改造的實施過程中,低壓并聯電容器無功補償裝置的設計方案有了重大的改進和突破,取得了滿意的運行效果。對提高供電電壓質量,挖掘供電設備的潛力、降低線損失及節能均起到積極的作用。本文就智能型低壓無功補償裝置開發中的若干技術問題和發展方向進行討論,以供參考。
1、低壓補償的改進
低壓無功補償的傳統模式主要有以下三種型式,包括: 裝于低壓電動機的單臺就地補償、裝于配電變壓器低壓側的補償箱、裝于企業配電房或車間以及高層建筑樓層配電間的自動補償柜(如PGJ柜等)。限于篇幅,對單臺補償問題本文不作討論。低壓補償箱和補償柜的技術改進和新技術應用歸納起來主要有以下幾方面:
(l)由三相共補到分相補償,以求達到更理想的補償效果;
(2)由單一的無功補償和同時具有濾波及抑制諧波的功能的補償裝置;
(3)從采用交流接觸器進行投切,到選用晶閘管開關電路投切,以及發展為等電壓投、零電流切的最佳投切模式;
(4)智能型自動補償控制器和配電變壓器的運行記錄儀相結合;
(5)將低壓補償的功能納入箱式變電站或美式箱變的低壓部分;
(6)采用不銹鋼或航空鋁板的箱體,具有防寒、防曬、密封、防潮、防銹的特點;
(7)選用干式或充SF6的自愈式并聯電容器,提高運行可靠性,延長使用年限。
2、△-Y共補與分補相結合的接線
2.1三相共補的接線
傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)低壓(ya)補(bu)(bu)償都是(shi)采(cai)用(yong)三(san)相(xiang)(xiang)共補(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)式,根據(ju)控(kong)制(zhi)器(qi)統一(yi)取樣,各(ge)相(xiang)(xiang)投入相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)(de)補(bu)(bu)償容(rong)(rong)量,這(zhe)種補(bu)(bu)償方(fang)(fang)式的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)線如圖l所示,適用(yong)于三(san)相(xiang)(xiang)負載(zai)基本平衡(heng),各(ge)相(xiang)(xiang)負載(zai)的(de)(de)(de)(de)cosφ相(xiang)(xiang)近的(de)(de)(de)(de)網絡。為什(shen)么國內(nei)外制(zhi)造廠對三(san)相(xiang)(xiang)共補(bu)(bu)裝(zhuang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)均選用(yong)△接(jie)(jie)線呢?主要是(shi)額定(ding)電(dian)(dian)壓(ya)400V的(de)(de)(de)(de)自愈式電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)的(de)(de)(de)(de)價(jia)格(ge)較同容(rong)(rong)量額定(ding)電(dian)(dian)壓(ya)230V的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)要便宜得(de)多。這(zhe)是(shi)由于原(yuan)材料價(jia)格(ge)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因和(he)400V電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)極(ji)間工作(zuo)電(dian)(dian)場強度較高的(de)(de)(de)(de)緣故。以(yi)400V的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)為例,選用(yong)8μm金(jin)(jin)屬化膜(mo)(mo)時,工作(zuo)場強為5OkV/mm,如用(yong)厚(hou)7μm的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬化膜(mo)(mo),工作(zuo)場強為57.l4kV/mm,而23OV的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi),如維持與上述的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)場強相(xiang)(xiang)近時,則必須選用(yong)更薄(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬化膜(mo)(mo),但4~5μm薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)價(jia)格(ge)要比7~8μm薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)貴得(de)多,故對23OV電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)一(yi)般是(shi)采(cai)取降(jiang)低工作(zuo)場強的(de)(de)(de)(de)設計,按照國內(nei)的(de)(de)(de)(de)通常價(jia)格(ge),同容(rong)(rong)量的(de)(de)(de)(de)230V電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)的(de)(de)(de)(de)價(jia)格(ge)為400V電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)價(jia)格(ge)的(de)(de)(de)(de)2倍以(yi)上。
2.2三相分補的接線
三相分的方式就是各相分別取樣,各相分別投入不同的補償容量。適用于各相負載相差較大,其cosφ值也有較大差別的場合。接線如圖2所示。與三相共補的不同特點是:
(1)單臺并聯電容器的額定電壓為23OV,Y接;
(2)控制器分相進行工作,互不影響。當然,
其價(jia)格高(gao)于三(san)相(xiang)共補(bu)的裝(zhuang)置(zhi),一般(ban)要貴20%~30%。
2.3△-Y共補與分補相結合的接線
從經濟的(de)(de)(de)(de)角度出(chu)發,也(ye)可以采用(yong)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)△-Y接(jie)(jie)(jie)線(xian),即(ji)(ji)三相(xiang)共(gong)補(bu)與三相(xiang)分(fen)補(bu)相(xiang)結合的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)線(xian)方(fang)案(an)如圖3所示。三相(xiang)共(gong)補(bu)部分(fen)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)為△接(jie)(jie)(jie)線(xian),三相(xiang)分(fen)補(bu)部分(fen)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)為Y接(jie)(jie)(jie)線(xian),例如有的(de)(de)(de)(de)廠家△接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)組的(de)(de)(de)(de)單臺(tai)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)分(fen)別為400V,10、15、20、30kVar。Y接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)組的(de)(de)(de)(de)單臺(tai)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)分(fen)別為:230V,3、4、5、6、8、10kVar。這種接(jie)(jie)(jie)線(xian)方(fang)式的(de)(de)(de)(de)補(bu)償(chang)裝置,運行方(fang)式機動(dong)靈活,其成套價格低于圖2的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)線(xian)方(fang)案(an)。也(ye)有的(de)(de)(de)(de)廠家對Y接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)組仍采用(yong)400V的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi),其單臺(tai)銘(ming)牌容(rong)(rong)量與△接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)組選(xuan)用(yong)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi),而Y接(jie)(jie)(jie)部分(fen)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)實(shi)際輸(shu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)容(rong)(rong)量只有銘(ming)牌的(de)(de)(de)(de)1/3。這樣做的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是由于400V的(de)(de)(de)(de)產品比(bi)較(jiao)便(bian)宜(yi),即(ji)(ji)使實(shi)際容(rong)(rong)量較(jiao)銘(ming)牌值(zhi)小,但由于工作場(chang)強(qiang)低,壽(shou)命較(jiao)長(chang),且整個裝置只用(yong)一種規格的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi),互換性強(qiang)。
3、并聯電容器的投切開關(guan)
3.1用交流接觸器投切
70年代廣泛應用的PGJ補償柜,都是采用交流接觸器作為并聯電容器的投切開關,迄今仍有沿用。其缺點是(l)投入電容時產生倍數較高的涌流,容易在接觸器的觸點處產生火花,燒損觸頭;(2)切斷電容時,容易粘住觸頭,造成拉不開;(3)涌流過大對電容器本身有害,會影響使用壽命。當對采用的措施是:
(l)適當選擇額定容量較大的接觸器,如用額定電流40A的接觸器投切15kVar的三相電容器(Ic=21.7A);
(2)采用專用的接觸器,其型號有CJ16、CJ19、CJ20C、B25C~B75C、CJ41等系列;
(3)每臺電容器加裝串聯小電抗器,用以抑制涌流。
3.2雙向晶閘管開關電路
采用雙向晶閘管(guan)的無觸點開關電(dian)路(又稱固態繼電(dian)器(qi))取(qu)代(dai)交流(liu)(liu)接(jie)觸器(qi)用于(yu)投切(qie)(qie)電(dian)容(rong)器(qi)的接(jie)線如圖4(a)所(suo)示。其優點是過零觸發,無拉弧,動(dong)作(zuo)時間(jian)短,可大幅度地限(xian)制電(dian)容(rong)器(qi)合(he)閘涌流(liu)(liu),特別適合(he)于(yu)頻繁投切(qie)(qie)的場合(he)
作者:艾伯森
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