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        智能型低壓無功補償裝置的發展

        日期:2017-07-18 / 人氣:2843 / 來源: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
          傳統的低壓補償都是采用三相共補的方式,根據控制器統一取樣,各相投入相同的補償容量,這種補償方式的接線如圖l所示,適用于三相負載基本平衡,各相負載的cosφ相近的網絡。為什么國內外制造廠對三相共補裝的電容器均選用△接線呢?主要是額定電壓400V的自愈式電容器的價格較同容量額定電壓230V的電容器要便宜得多。這是由于原材料價格的原因和400V電容器極間工作電場強度較高的緣故。以400V的電容器為例,選用8μm金屬化膜時,工作場強為5OkV/mm,如用厚7μm的金屬化膜,工作場強為57.l4kV/mm,而23OV的電容器,如維持與上述的工作場強相近時,則必須選用更薄的金屬化膜,但4~5μm薄膜的價格要比7~8μm薄膜貴得多,故對23OV電容器一般是采取降低工作場強的設計,按照國內的通常價格,同容量的230V電容器的價格為400V電容器價格的2倍以上。




        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,
        其價格高于三相共補的裝置,一般要貴20%~30%。




        2.3△-Y共補與分補相結合的接線
          從經濟的角度出發,也可以采用電容器△-Y接線,即三相共補與三相分補相結合的接線方案如圖3所示。三相共補部分的電容器為△接線,三相分補部分的電容器為Y接線,例如有的廠家△接電容器組的單臺電容器分別為400V,10、15、20、30kVar。Y接電容器組的單臺電容器分別為:230V,3、4、5、6、8、10kVar。這種接線方式的補償裝置,運行方式機動靈活,其成套價格低于圖2的接線方案。也有的廠家對Y接的電容器組仍采用400V的電容器,其單臺銘牌容量與△接電容器組選用相同的電容器,而Y接部分的電容器實際輸出的容量只有銘牌的1/3。這樣做的目的是由于400V的產品比較便宜,即使實際容量較銘牌值小,但由于工作場強低,壽命較長,且整個裝置只用一種規格的電容器,互換性強。




        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
          采用雙向晶閘管的無觸點開關電路(又稱固態繼電器)取代交流接觸器用于投切電容器的接線如圖4(a)所示。其優點是過零觸發,無拉弧,動作時間短,可大幅度地限制電容器合閘涌流,特別適合于頻繁投切的場合




        作者:艾伯森


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