低压无功补偿装置复合开关的分组投切



商悦传媒   2019-04-29 19:25

导读: 本文针对国内现有低压无功补偿装置的运行现状,结合无功补偿装置的实用性,经济性和可靠性,对现有补偿装置...

  本文针对国内现有低压无功补偿装置的运行现状,结合无功补偿装置的实用性,经济性和可靠性,对现有补偿装置的分组投切开关进行研究改进,提出将机械式投切开关(MSC)与无触点电子开关(TSC)相结合组成复合开关,共同控制电容器组的投切,实现对低压电网的环保、高效、安全可靠的智能无功补偿控制。

  电网功率因数偏低已成为当今供电领域迫切需要解决的重要课题之一。无功补偿是维持电网电压稳定,维护电力系统安全运行的重要手段。目前,国内集中无功补偿装置研究多以高压系统为主,而针对低压分组投切的装置,国内目前仍多以交流接触器(Mechanical Switching Capacitors -MSC)作为电容器投切开关为主,也有一些场合选择双向可控硅(Thyristor Switch Capacitor TSC)来控制。

  结合目前我国低压电网运行的现状,针对无功补偿装置实际运行中存在的投切涌流大、投切效率低、控制方式落后等问题,笔者提出将机械式投切开关与无触点电子开关相结合(即MSC+TSC)组成复合开关,应用于无功补偿装置,共同控制电容器组的投切。

  1)投入时:选择电压过零时刻触发晶闸管,将电容器接入电网并保持,继而吸合交流接触器并保持,待电路稳定,再断开晶闸管。

  2)切除时:先触发晶闸管导通,然后断开交流接触器,最后切除晶闸管的触发信号,在电流过零时使晶闸管自然关断。

  3)缺相指示:运行前电压或电流缺相,吸合LED闪烁告警频率,0.5秒/次,运行中电压或电流缺相,吸合LED闪烁告警,频率1秒/次。

  利用晶闸管的易控和无触点特性,使反向并联晶闸管工作在电容器投切瞬间的暂态过程中,起到抑制涌流、过压和拉弧现象,并能实现快速投切。结合整个无功补偿装置来讲,根据系统电压和无功情况做出投切决策,并将投切指令传达给晶闸管触发电路,由触发信号来控制晶闸管的开通和关断。

  利用交流接触器在可靠闭合时,其主触点接触电阻小、导通容量大、压降小、功耗小、工作安全可靠等特性,使其工作在电容器投入后和切除前的稳态过程中,起到电容器向电网提供无功能量的主通道作用。

  由于补偿装置的投切开关要用到可控硅和交流接触器两种元件,因此要结合各自的功能特点和选型标准,分别进行选择。

  目前,市面上可供选择的晶闸管开关种类繁多,应用比较广泛的大致有双向可控硅反并联模块结构和双向可控硅分立元件结构和两种形式。本装置中选用反并联模块做双向可控硅投切电容器的半导体开关。

  可选择通用型交流接触器或切换电容器专用交流接触器来实现稳态控制。二者的区别在于,电容器投切专用在主触点上加装了一套限流阻抗,很大程度上抑制了接通时出现的涌流。

  国内外接触器生产厂家有很多,如西门子、施耐德、正泰等。以ABB公司提供的UA系列带有串限流电阻结构的投切电容器接触器为例,其功能特点有:

  本文中所研究的TSC+MSC型复合开关,完全克服了该特殊应用领域中两代传统产品(MSC和TSC)各自原理性和先天性的缺点,集成了两者各自的优点,即:开关在接通和断开的瞬间具有可控硅过零投切的优点,由晶闸管精确控制电容器投切时刻,实现电容器的无涌流投入;而在正常接通期间又具有机械开关无功耗的优点,由接触器来保持电容器的连续运行。完全满足了电力系统无功补偿电容器在“投入运行切除”全过程对开关产品的特殊功能需要,可大大延长电容器的使用寿命。