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安科瑞 華梅超
江蘇安科瑞電器制造有限公司
摘要： 隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，企業(yè)對(duì)供電的需求與電力設(shè)備的質(zhì)量提出了更高的要求，電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與電能質(zhì)量、無(wú)功功率有著密不可分的關(guān)系。
關(guān)鍵詞：無(wú)功補(bǔ)償 投切開關(guān) 復(fù)合開關(guān) 晶閘管開關(guān)
引言：無(wú)功補(bǔ)償對(duì)電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要作用。合理選擇無(wú)功補(bǔ)償方案和無(wú)功補(bǔ)償元器件意義重大，投切開關(guān)的選擇更加是決定了電容器的使用壽命。本文重點(diǎn)分析了常用無(wú)功補(bǔ)償元器件投切開關(guān)的特點(diǎn)，并對(duì)各種投切開關(guān)的性能進(jìn)行了比較。
1簡(jiǎn)介
無(wú)功補(bǔ)償投切開關(guān)顧名思義是用來(lái)在無(wú)功補(bǔ)償裝置中控制電容投入與切除的元件，無(wú)功補(bǔ)償投切元件又分為很多種類，大致可以分為機(jī)械開關(guān)類和電子開關(guān)類。
2 原理
最先應(yīng)用于低壓電容器投切的開關(guān)是交流接觸器，這是一種傳統(tǒng)的電容器投切方式，由于三相交流電的相位互成120°，對(duì)交流接觸器投切控制，理論上不存在最佳操作相位點(diǎn)(即投切瞬時(shí)不可選擇性)，使得它投入或切除電網(wǎng)時(shí)，要產(chǎn)生一個(gè)暫態(tài)的過(guò)渡過(guò)程，又因電容器是電壓不能瞬變的器件，并聯(lián)電容器由交流接觸器投切電網(wǎng)時(shí)，由于其相位點(diǎn)是隨機(jī)的，所以會(huì)產(chǎn)生幅值很大、頻率很高的浪涌電流(涌流最大時(shí)可能超過(guò)100倍電容器額定電流)。為了改善這些缺陷，出現(xiàn)了所謂投切電容器專用接觸器，就是在接觸器的主觸頭處并以帶電阻的輔助觸頭，在合閘時(shí)先合上輔助觸頭，然后再合上主觸頭，以此減低浪涌電流;而分閘時(shí)時(shí)序恰好相反，先分主觸頭，而后再分輔助觸頭，以此減輕電弧對(duì)觸頭的燒損。但這一措施僅僅是一種改良而已，并未在根本上解決問(wèn)題，涌流、過(guò)電壓和諧波污染仍然存在，對(duì)電容器和裝置的壽命仍有很大的影響，所以其在低壓電容器投切領(lǐng)域的應(yīng)用將越來(lái)越少。但由于其投資低、控制簡(jiǎn)單，所以至今在不少技術(shù)要求低的地方仍在應(yīng)用，但可以預(yù)見，隨著電容器投切開關(guān)的發(fā)展，將逐步被淘汰。
隨著電力電子器件應(yīng)用的發(fā)展和普及，后來(lái)人們研發(fā)出由可控硅為核心的固態(tài)繼電器。其原理為通過(guò)電壓、電流過(guò)零檢測(cè)控制，保證在電壓零區(qū)附近投入電容器組，從而避免了合閘涌流的產(chǎn)生，而切斷又在電流過(guò)零時(shí)完成，避免了暫態(tài)過(guò)電壓的出現(xiàn)，這就從功能上符合了電容器的過(guò)零投切的要求，另外由于可控硅的觸發(fā)次數(shù)沒(méi)有限制，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償(響應(yīng)時(shí)間在毫秒級(jí))，因此適用于電容器的頻繁投切，非常適用于頻繁變化的負(fù)荷情況，相對(duì)于交流接觸器有了質(zhì)的飛躍。可控硅開關(guān)的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、損耗大、成本高、可靠性差，優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)過(guò)零投切、動(dòng)作迅速、反應(yīng)快，多用于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合，而不適用于常規(guī)低壓電容器投切的無(wú)功補(bǔ)償裝置中。
當(dāng)仔細(xì)分析研究了交流接觸器和可控硅開關(guān)的各自優(yōu)缺點(diǎn)之后，發(fā)現(xiàn)如果把二者巧妙地結(jié)合來(lái)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，發(fā)揮接觸器運(yùn)行功耗小和可控硅開關(guān)過(guò)零投切的優(yōu)點(diǎn)，便是一個(gè)較為理想的投切元件，這就是開發(fā)復(fù)合開關(guān)的基本思路，這種投切開關(guān)同時(shí)具備了交流接觸器和電力電子投切開關(guān)二者的優(yōu)點(diǎn)，不但抑制了涌流、避免了拉弧而且功耗較低，不再需要配備笨重的散熱器和冷卻風(fēng)扇。要把二者結(jié)合起來(lái)的關(guān)鍵是相互之間的時(shí)序配合必須默契，可控硅開關(guān)負(fù)責(zé)控制電容器的投入和切除，交流接觸器負(fù)責(zé)保持電容器投入后的接通，當(dāng)接觸器投入后可控硅開關(guān)就立即退出運(yùn)行，這樣就避免了可控硅元件的發(fā)熱。
3 三種投切開關(guān)的對(duì)比
4選型
4.1復(fù)合開關(guān)型號(hào)說(shuō)明
4.2晶閘管開關(guān)型號(hào)說(shuō)明
5產(chǎn)品特點(diǎn)
5.1復(fù)合開關(guān)產(chǎn)品特點(diǎn)
l 可控硅耐壓：可控硅耐壓不低于2000V，具有過(guò)壓、過(guò)流及電流瞬變保護(hù)措施。
l 放電技術(shù)：電容能在2S內(nèi)完成對(duì)殘壓的放電。
l 軟件過(guò)流檢測(cè)技術(shù)：能夠準(zhǔn)確找出過(guò)零點(diǎn)，檢測(cè)到諧波時(shí)不發(fā)出投入命令。
5.2晶閘管開關(guān)產(chǎn)品特點(diǎn)
l 可控硅耐壓：可控硅耐壓不低于2000V，具有過(guò)壓、過(guò)流及電流瞬變保護(hù)措施。
l 上電、掉電無(wú)誤觸發(fā)：上電時(shí)不會(huì)誤投入電容，掉電時(shí)能及時(shí)切除已投入的電容。
l 過(guò)零投切：過(guò)零投切、無(wú)涌流、不產(chǎn)生諧波。
6結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償是一項(xiàng)建設(shè)性的技術(shù)措施，對(duì)電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有重要作用。電網(wǎng)和負(fù)載的特點(diǎn)選擇合理的補(bǔ)償方式是有效補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵。針對(duì)目前電網(wǎng)諧波污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀，在做無(wú)功補(bǔ)償時(shí)一定要選擇合適的裝置，各種投切元件各有優(yōu)缺點(diǎn)。利用他們不同的特性可以在不同的行業(yè)中各占有一席之地。因此對(duì)于如何選擇好投切器件，需要對(duì)負(fù)載有個(gè)清楚的了解。選擇最合適的投切器件來(lái)補(bǔ)償不同的負(fù)荷，保證電容電抗的壽命和無(wú)功補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償效果，為客戶創(chuàng)造價(jià)值。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊(cè).2013.01.版
作者簡(jiǎn)介：華梅超，女，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)。
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