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電容補償柜的投切方式

發(fā)布時間:2014-06-19

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發(fā)布人:未知

    無功功率補償裝置在電子供電系統(tǒng)中所承擔的作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù),降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環(huán)境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置,可以做到大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗,使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之,如選擇或使用不當,可能造成供電系統(tǒng),電壓波動,諧波增大等諸多因素。
一、按投切方式分類:
1. 延時投切方式
延時投切方式即人們熟稱的"靜態(tài)"補償方式。這種投切依靠于傳統(tǒng)的接觸器的動作,當然用于投切電容的接觸器專用的,它具有抑制電容的涌流作用,延時投切的目的在于防止接觸器過于頻繁的動作時,電容器造成損壞,更重要的是防備電容不停的投切導(dǎo)致供電系統(tǒng)振蕩,這是很危險的。當電網(wǎng)的負荷呈感性時,如電動機、電焊機等負載,這時電網(wǎng)的電流滯后電壓一個角度,當負荷呈容性時,如過量的補償裝置的控制器,這是電網(wǎng)的電流超前于電壓的一個角度,即功率因數(shù)超前或滯后是指電流與電壓的相位關(guān)系。通過補償裝置的控制器檢測供電系統(tǒng)的物理量,來決定電容器的投切,這個物理量可以是功率因數(shù)或無功電流或無功功率。
   下面就功率因數(shù)型舉例說明。當這個物理量滿足要求時,如cosΦ超前且>0.98,滯后且>0.95,在這個范圍內(nèi),此時控制器沒有控制信號發(fā)出,這時已投入的電容器組不退出,沒投入的電容器組也不投入。當檢測到cosΦ不滿足要求時,如cosΦ滯后且<0.95,那么將一組電容器投入,并繼續(xù)監(jiān)測cosΦ如還不滿足要求,控制器則延時一段時間(延時時間可整定),再投入一組電容器,直到全部投入為止。當檢測到超前信號如cosΦ<0.98,即呈容性載荷時,那么控制器就逐一切除電容器組。要遵循的原則就是:先投入的那組電容器組在切除時就要先切除。如果把延時時間整定為300s,而這套補償裝置有十路電容器組,那么全部投入的時間就為30分鐘,切除也這樣。在這段時間內(nèi)無功損失補只能是逐步到位。如果將延時時間整定的很短,或沒有設(shè)定延時時間,就可能會出現(xiàn)這樣的情況。當控制器監(jiān)測到cosΦ〈0.95,迅速將電容器組逐一投入,而在投入期間,此時電網(wǎng)可能已是容性負載即過補償了,控制器則控制電容器組逐一切除,周而復(fù)始,形成震蕩,導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。是否能形成振蕩與負載的性質(zhì)有密切關(guān)系,所以說這個參數(shù)需要根據(jù)現(xiàn)場情況整定,要在保證系統(tǒng)安全的情況下,再考慮補償效果。
  2. 瞬時投切方式
瞬時投切方式即人們熟稱的"動態(tài)"補償方式,應(yīng)該說它是半導(dǎo)體電力器件與數(shù)字技術(shù)綜合的技術(shù)結(jié)晶,實際就是一套快速隨動系統(tǒng)??刂破饕话隳茉诎雮€周波至1個周波內(nèi)完成采樣、計算,在2個周期到來時,控制器已經(jīng)發(fā)出控制信號了。通過脈沖信號使晶閘管導(dǎo)通,投切電容器組大約20-30毫秒內(nèi)就完成一個全部動作,這種控制方式是機械動作的接觸器類無法實現(xiàn)的。動態(tài)補償方式作為新一代的補償裝置有著廣泛的應(yīng)用前景?,F(xiàn)在很多開關(guān)行業(yè)廠都試圖生產(chǎn)、制造這類裝置且有的生產(chǎn)廠已經(jīng)生產(chǎn)出很不錯的裝置。當然與國外同類產(chǎn)品相比從性能上、元器件的質(zhì)量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上還有一定的差距。
電容補償柜的投切方式
    這種方式采用電感與電容的串聯(lián)接法,調(diào)節(jié)電抗以達到補償無功損耗的目的。從原理上分析,這種方式響應(yīng)速度快,閉環(huán)使用時,可做到無差調(diào)節(jié),使無功損耗降為零。從元件的選擇上來說,根據(jù)補償量選擇1組電容器即可,不需要再分成多路。既然有這么多的優(yōu)點,應(yīng)該是非常理想的補償裝置了。但由于要求選用的電感量值大,要在很大的動態(tài)范圍內(nèi)調(diào)節(jié),所以體積也相對較大,價格也要高一些,再加一些技術(shù)的原因,這項技術(shù)到目前來說還沒有被廣泛采用或使用者 很少。(2)采用電力半導(dǎo)體器件作為電容器組的投切開關(guān),較常采用的接線方式如圖2。圖中BK為半導(dǎo)體器件,C1為電容器組。這種接線方式采用2組開關(guān),另一相直接接電網(wǎng)省去一組開關(guān),有很多優(yōu)越性。作為補償裝置所采用的半導(dǎo)體器件一般都采用晶閘管,其優(yōu)點是選材方便,電路成熟又很經(jīng)濟。其不足之處是元件本身不能快速關(guān)斷,在意外情況下容易燒毀,所以保護措施要完善。當解決了保護問題,作為電容器組投切開關(guān)應(yīng)該是較理想的器件。動態(tài)補償?shù)难a償效果還要看控制器是否有較高的性能及參數(shù)。很重要的一項就是要求控制器要有良好的動態(tài)響應(yīng)時間,準確的投切功率,還要有較高的自識別能力,這樣才能達到佳的補償效果。當控制器采集到需要補償?shù)男盘柊l(fā)出一個指令(投入一組或多組電容器的指令),此時由觸發(fā)脈沖去觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通,相應(yīng)的電容器組也就并入線路運行。需要強調(diào)的是晶閘管導(dǎo)通的條件必須滿足其所在相的電容器的端電壓為零,以避免涌流造成元件的損壞,半導(dǎo)體器件應(yīng)該是無涌流投切。當控制指令撤消時,觸發(fā)脈沖隨即消失,晶閘管零電流自然關(guān)斷。關(guān)斷后的電容器電壓為線路電壓交流峰值,必須由放電電阻盡快放電,以備電容器再次投入。元器件可以選單項晶閘管反并聯(lián)或是雙向晶閘管,也可選適合容性負載的固態(tài)接觸器,這樣可以省去過零觸發(fā)的脈沖電路,從而簡化線路,元件的耐壓及電流要合理選擇,散熱器及冷卻方式也要考慮周全。
    3.混合投切方式 
實際上就是靜態(tài)與動態(tài)補償?shù)幕旌?,一部分電容器組使用接觸器投切,而另一部分電容器組使用電力半導(dǎo)體器件。這種方式在一定程度上可做到優(yōu)勢互補,但就其控制技術(shù),目前還見到完善的控制軟件,該方式用于通常的網(wǎng)絡(luò)如工礦、小區(qū)、域網(wǎng)改造,比起單一的投切方式拓寬了應(yīng)用范圍,節(jié)能效果更好。補償裝置選擇非等容電容器組,這種方式補償效果更加細致,更為理想。還可采用分相補償方式,可以解決由于線路三相不平行造成的損失。

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