威斯尼斯人娱乐官方网址|主頁(欢迎您)

威斯尼斯人娱乐官方网址|主頁(欢迎您)

一种无触点智能型无功功率补偿装置

浏览量:45505 发布时间:2018-06-21

 一种无触点智能型无功功率补偿装置

  摘要 通过对低压无功功率补偿装置―LTSC型无触点智能补偿屏的研究,阐明了LTSC型补偿柜的技术特点及选用计算方法。

  关键词 无功功率补偿屏 晶闸管 GL型过零投切模块 LTSC

  1 概述

  在低压配电系统中,采用并联电容器装置对无功功率进行集中补偿或分散的就地补偿是降低线损、提高电网供电质量、节约电能的有效途径。

  目前低压配电网大量使用的PGJ系列无功功率补偿装置,采用交流接触器投切电容器组,投切过程涌流大,操作过电压高,接触器触头烧损严重,影响电容器的使用寿命和装置的可靠性。且放电时间长,不能实现频繁投切和快速跟踪补偿。

  LTSC型补偿屏,是一种新型的低压无功功率补偿装置,它采用晶闸管模块、GL型过零投切模块取代了有触点开关,产品技术先进,投切速度快,级数多,补偿性能好,自动化程度高,适用于工矿企业、铁路、海港、油田、小区住宅、体育场馆等户内电力用户,是可供低压配电系统选用的机电一体化的节电产品,也适用于装入无人值守的配电室和箱式变电站。DZJ型补偿柜将在城乡电网的建设和改造中发挥重要作用。

  LTSC型补偿屏,采用微机型控制器跟踪配电网线路无功电流的变化,由晶闸管电路对多级电容器组进行自动投切,实现对线路无功功率的实时补偿。

  2.技术特点

  LTSC型补偿屏的额定电压为400V,额定补偿容量分别为:75 kvar 、90kvar、105kvar、135kvar、157.5kvar、180kvar、210kvar、225kvar,级数为1~15级。

  控制器电路由CPU、无功电流检测、检测保护电路及直流工作电源等几部分组成,其技术特点如下。

  2.1 无触点、无涌流、无电弧、无操作过电压 补偿电容器选用0.4-0.45kV的自愈式电容器,三角形接线,体积小,每千乏容量的价格低。主电路采用晶闸管模块电路投切电容器,晶闸管串接在电容器三角形的A 、C支路上,简称角外接法。晶闸管采用全控模块与GL过零投切模块形成开关组件,该组件由控制器发出的触发脉冲信号触发。

  该开关组件,在电流过零瞬间接通,电压过零瞬间关断,避免了电容器投切时的过渡过程,投入时无涌流,切除时无过电压,从而避免了涌流和过电压对电容器的损害,大大延长了电容器和其他电器元件的寿命。此外,在A、C支路上还串有威斯尼斯人娱乐官方网址,亦有限制涌流的作用。而采用交流接触器的电路,即使采取某种降低涌流的措施,投入电容器瞬间涌流仍可达额定电流的20~50倍。

  2.2无功电流采样,智能控制 控制器的采样物理量为电流,通过套装在主进线柜某相母线上的采样电流互感器T对负载电流采样。由控制器计算出无功电流,并按无功电流大小确定所需投入电容器的组数,发出触发脉冲进行投切。按标准规定,控制器的采样物理量可以是无功功率、功率因数或无功电流。无功电流采样较为合理和方便。在轻负载下,如采用功率因数采样会出现控制电容器反复投切而致的“投切振荡”。采用无功电流采样,加上控制器对各级电容器投切门限值和回差值的正确设定,可准确地计算出所需投入的电容器组数,投切一次到位,不会出现上述的“投切振荡”现象。受电线路功率因数可补偿到0.95以上。

  补偿屏由控制器实现智能控制。这里的所谓“智能”,不仅包括上述对线路无功电流进行计算及对电容器组的自动投切控制和投切显示,还包括对补偿柜的某些故障进行监测控制。如在发生缺相、相序错误、欠压、过压、谐波电流超值等不正常情况时,控制器会发出信号,或封锁、或切除电容器组进行保护,并发出显示和报警信号。控制器还将配备输出、输入接口与上位机相连,以实现数据采集和远距离控制。

  2.3快速响应,实时补偿 控制器从检测到无功电流超过投入门限,或切除门限到补偿电容器实际投入或切除的时间为动态响应时间。LTSC型补偿屏的动态响应时间t ≤20ms,即能在电源电压的一个周波内对负载电流的变化作出响应,实现实时补偿。此外,由于补偿电容器上并联有放电回路,电容器切除后,剩余电荷经放电回路迅速放电,放电时间(剩余电压降致50V以下的时间)小于2s,故可实现频繁投切。

  2.4补偿容量按数字编码组合,投切一次到位 LTSC型补偿屏的补偿电容器采用不等容量的分组方式,各组按数字编码组合成若干级。如有4组电容器,容量按1∶2∶4∶8的比例配置,则可按数字编码组合构成15级等容量的投切。如容量按1∶2∶3∶4的比例配置,则可实现10级的投切。投切时按所需补偿容量对应的编码组合实现一次补偿到位,而不需要逐级一步一步投切。

  2.5多柜级联,扩展投切级数 补偿屏单柜投切级数设计成1~15级可选,可多柜级联组成主辅柜方式,如配置1台主柜,1~2台辅柜,则投切级数可扩展到30~45级。如一级补偿容量为15kvar,则主辅柜级联后补偿容量可达15~675kvar。由主柜和一台辅柜级联成30级的组合是实际应用中使用较多的组合形式,由于投切级数多,级差小,有利于减少系统电压波动,抑制电压闪变,提高供电质量。

  按投切相数的不同,投切方式可分为单相、三相、三相分投三种,其中三相分投方式可改善三相电网的不平衡性。

  2.6齐全的保护措施 补偿屏设计有多种保护措施,包括采用阻容吸收电路对晶闸管作瞬时过电压保护、快速熔断器作瞬时过电流保护、开关QF用于短路保护、热继电器用于过载保护、氧化锌避雷器作线路瞬时过电压保护以及由控制器实现的各种保护。还从硬件和软件上进行了防误触发和抗干扰设计,以保证装置的可靠运行。

  2.7通用的柜体结构 LTSC型补偿屏可采用通用的柜体结构可采用PGL、GCK、GCS、DOMINO等系列产品柜形结构,通用性强,生产工艺成熟,有利于提高效率和保证质量。一般框架用8MF冷弯型钢局部焊接组装而成,按20mm模数开孔。柜体防护等级为IP30,柜体表面采用环氧粉末静电喷涂,附着力强,不眩目,还设计了良好的通风、散热和接地。

  3 选用

  在选用补偿柜时,应先了解和计算配电系统的有关资料和数据,如配电变压器的容量及负载情况,被补偿系统的自然功率因数,目标功率因数及负载特性(是冲击负载、波动负载还是稳定负载),线路谐波情况,对柜体的外形和安装方面的要求等。选用时可参考以下几点。

  3.1无功补偿容量的确定 选用补偿柜时,可选级数多一些的,如选用15级。无功补偿容量Q可按下式计算:


  式中:P-用电设备的有功负载;cosφ1 、cosφ 2 -补偿前后用电设备的自然功率因数

  当cosφ1 和cosφ 2 未知时,亦可按配电变压器容量的30%来估算无功补偿容量。

  3.2对不平衡负载的补偿 对三相平衡负载,可选用三相平衡型柜,对于三相不平衡负载,可选用三相分投型,分相补偿无功功率。

  3.3对配电变压器空载无功损耗的补偿 配电变压器空载无功损耗,包括铜损和铁损,也需要在补偿时加以考虑。可用加一组电容器固定补偿此空载损耗的方法,也可采用在进行参数调整时将每级的补偿量调整到稍过补偿一点的方法来解决。

  4效益

  在三相平衡负荷处,可使受电功率因数提高到0.92以上,且不产生无功返送,从而降低线路损失率和减少用户电费支出。

  在冲击性和波动性负荷处,可减少电压波动和抑制电压闪变,提高电压稳定性。

  在三相不平衡负荷处,可分相补偿无功功率,以改善不平衡性。

  在非线性负荷处,可用无触点开关投切高次谐波滤波器,以减少正弦波形的畸变率。

  消除电网在低谷负荷时的无功过剩和电压过高现象,治理来自用户侧的电网污染,优化电能质量。

  在过载的配电变压器处,由于功率因数的提高,可增加变压器的承载能力而为用户“增容”。

  5、使用情况

  智能型无触点无功功率补偿装置现已在一些工矿企业、铁路、海港、油田、小区住宅无人值守的配电室和箱式变电站投入使用,其先进的技术和优越的性能,也从中得到验证。

  仅以西安铁路分局宝鸡供电段为例,原使用的PGL型无功功率补偿装置采用交流接触器投切电容器组,因投切过程涌流大,操作过电压高,接触器触头烧损严重。几乎成为电容装置性能差的顽疾。故障多,维修多,直接影响到装置可靠性。自2002年在一些生产区、生活区无人值守的配电室和箱式变电站,引入智能型无触点无功功率补偿装置以来,“无触点、无涌流、无电弧、无操作过电压”、“齐全的保护措施”等特性,从根本上消除了接触器触头烧损、故障多、维修多的弊端,且“无功电流采样,智能控制”、“快速响应,实时补偿”的特性使补偿装置的性能得以充分的发挥,补偿效果进一步提高,达到了降低电损、改善供电质量的目的。

  无功补偿技术的发展趋势表明,技术性能优越的智能型无触点无功功率补偿装置,必将成为主流。从节约能源,保护环境的国策出发,电力行业的工作重点正逐步从发电建设转移到供电质量建设上。因此,这种集电子―机电一体化于一身的无功补偿技术将会越来越广泛的得到应用。

  参考文献:

  电网无功补偿实用技术靳龙章等主编 中国水利水电出版社会1997

  节电技术与节电工程 金哲主编 中国电力出版社1999


上一篇: 无功补偿​装置解决各种负载所产生的无功冲击的效果

下一篇: 智能电容器在电气行业中的应用

Powered by YUNUCMS 1.1.0 ©2008-2018 www.yunucms.com
网站首页 产品展示 关于我们 联系我们