智能型低壓無功補償裝置的發展
日(ri)期:2017-07-18 / 人氣:3331 / 來(lai)源(yuan):艾伯森
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
傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)低壓補償都(dou)是采用(yong)三相(xiang)共(gong)補的(de)(de)(de)(de)方(fang)式(shi)(shi),根據控(kong)制器(qi)(qi)統(tong)一(yi)取(qu)樣,各相(xiang)投入相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)補償容(rong)(rong)量,這種(zhong)補償方(fang)式(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)接線如圖l所示,適(shi)用(yong)于(yu)三相(xiang)負(fu)載基(ji)本平衡,各相(xiang)負(fu)載的(de)(de)(de)(de)cosφ相(xiang)近(jin)的(de)(de)(de)(de)網(wang)絡。為什(shen)么國(guo)(guo)內(nei)外制造廠對三相(xiang)共(gong)補裝的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)均選用(yong)△接線呢?主要是額定(ding)電(dian)(dian)壓400V的(de)(de)(de)(de)自愈式(shi)(shi)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)價格(ge)較同(tong)容(rong)(rong)量額定(ding)電(dian)(dian)壓230V的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)要便宜得多(duo)(duo)。這是由于(yu)原材料價格(ge)的(de)(de)(de)(de)原因和(he)400V電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)極(ji)間工作電(dian)(dian)場(chang)(chang)強(qiang)度(du)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)緣故(gu)。以400V的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)為例,選用(yong)8μm金屬(shu)(shu)化(hua)膜(mo)(mo)時,工作場(chang)(chang)強(qiang)為5OkV/mm,如用(yong)厚7μm的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)化(hua)膜(mo)(mo),工作場(chang)(chang)強(qiang)為57.l4kV/mm,而(er)23OV的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi),如維持與(yu)上述的(de)(de)(de)(de)工作場(chang)(chang)強(qiang)相(xiang)近(jin)時,則必須(xu)選用(yong)更薄(bo)的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)化(hua)膜(mo)(mo),但4~5μm薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)價格(ge)要比(bi)7~8μm薄(bo)膜(mo)(mo)貴得多(duo)(duo),故(gu)對23OV電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)一(yi)般(ban)是采取(qu)降低工作場(chang)(chang)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)設計,按照國(guo)(guo)內(nei)的(de)(de)(de)(de)通(tong)常價格(ge),同(tong)容(rong)(rong)量的(de)(de)(de)(de)230V電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)價格(ge)為400V電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)價格(ge)的(de)(de)(de)(de)2倍(bei)以上。
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(qi)價(jia)格高于三(san)相共補的(de)裝置(zhi),一般要貴(gui)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(cai)用電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi)△-Y接(jie)線(xian),即三(san)相(xiang)共(gong)補與三(san)相(xiang)分(fen)(fen)補相(xiang)結合的(de)(de)(de)(de)接(jie)線(xian)方(fang)案(an)如(ru)圖3所示。三(san)相(xiang)共(gong)補部分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi)為△接(jie)線(xian),三(san)相(xiang)分(fen)(fen)補部分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi)為Y接(jie)線(xian),例如(ru)有的(de)(de)(de)(de)廠(chang)家(jia)△接(jie)電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi)組的(de)(de)(de)(de)單(dan)臺電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi)分(fen)(fen)別(bie)為400V,10、15、20、30kVar。Y接(jie)電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi)組的(de)(de)(de)(de)單(dan)臺電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi)分(fen)(fen)別(bie)為:230V,3、4、5、6、8、10kVar。這(zhe)種(zhong)接(jie)線(xian)方(fang)式(shi)的(de)(de)(de)(de)補償裝置(zhi),運行方(fang)式(shi)機動靈(ling)活,其成套價格(ge)低(di)于圖2的(de)(de)(de)(de)接(jie)線(xian)方(fang)案(an)。也(ye)有的(de)(de)(de)(de)廠(chang)家(jia)對Y接(jie)的(de)(de)(de)(de)電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi)組仍采(cai)用400V的(de)(de)(de)(de)電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi),其單(dan)臺銘牌容(rong)(rong)(rong)量與△接(jie)電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi)組選用相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi),而Y接(jie)部分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi)實(shi)(shi)際輸(shu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)容(rong)(rong)(rong)量只(zhi)有銘牌的(de)(de)(de)(de)1/3。這(zhe)樣做的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是(shi)由(you)于400V的(de)(de)(de)(de)產品比(bi)較便(bian)宜,即使(shi)實(shi)(shi)際容(rong)(rong)(rong)量較銘牌值(zhi)小,但由(you)于工作場(chang)強低(di),壽(shou)命較長,且整個裝置(zhi)只(zhi)用一種(zhong)規格(ge)的(de)(de)(de)(de)電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)(qi)(qi),互換性(xing)強。
3、并聯電容器的投切開關
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(xiang)晶閘管的(de)無(wu)觸(chu)點開關電路(又稱(cheng)固態繼電器)取(qu)代交(jiao)流接觸(chu)器用于投切(qie)電容(rong)(rong)器的(de)接線如圖(tu)4(a)所示。其(qi)優點是過零觸(chu)發,無(wu)拉弧(hu),動作時間(jian)短,可(ke)大幅(fu)度(du)地限制電容(rong)(rong)器合閘涌流,特別適合于頻繁投切(qie)的(de)場合
作者:艾伯森
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