復(fù)合開關(guān)在低壓無功補(bǔ)償裝置中的應(yīng)用分析

謝桂江

廣東正超電氣有限公司 廣東 汕頭 515000

前言

近些年來，在電路系統(tǒng)中出現(xiàn)了各式各樣的新型用電設(shè)備，這使得電網(wǎng)的電力負(fù)荷變得更加多樣復(fù)雜，諧波污染不斷增加，負(fù)載變化更加不穩(wěn)定，為更好的滿足用電需求，提升電力服務(wù)質(zhì)量，在低壓無功補(bǔ)償裝置中，復(fù)合開關(guān)得到了廣泛普及應(yīng)用，但由于此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用較新，為更好的發(fā)揮復(fù)合開關(guān)的應(yīng)用價(jià)值，今后還需不斷對(duì)此作出更加深入的探索研究。

1 低壓無功補(bǔ)償裝置的投切方式介紹

在電網(wǎng)中，低壓無功補(bǔ)償裝置有兩種投切方式，即靜態(tài)補(bǔ)充投切和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償投切。首先，靜態(tài)補(bǔ)充投切主要是依靠接觸器投切電容器，具有抑制電容涌流的作用，如CJ19、CJX2C延時(shí)投切，是抑制接觸器的頻繁動(dòng)作，避免電容損壞的問題發(fā)生，同時(shí)還可以規(guī)避供電系統(tǒng)的震蕩問題出現(xiàn)，但靜態(tài)補(bǔ)充投切方式也存在一定缺陷，就是要犧牲短期行為大負(fù)荷所造成的無功損耗，因此現(xiàn)下此種低壓無功補(bǔ)償投切方式，主要是在電流荷載比較平穩(wěn)的電力系統(tǒng)中。其次，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償投切是一套快速隨動(dòng)的系統(tǒng)，控制器可以在半個(gè)周波至一個(gè)周波內(nèi)，進(jìn)行采樣和計(jì)算，這樣在兩個(gè)周期同時(shí)到來時(shí)，控制器就會(huì)自動(dòng)發(fā)出信號(hào)[1]。一般情況下，投切電容器組時(shí)，脈沖信號(hào)是通過晶閘管實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通的，這樣在20～30ms就可以完成全部的動(dòng)作。結(jié)合低壓無功補(bǔ)償裝置的投切要求，復(fù)合開關(guān)是一種理想的投切選擇方式，在復(fù)合開關(guān)中，將高耐壓大電流晶閘管和磁保護(hù)繼電器的觸點(diǎn)相互并聯(lián)，通過微電腦進(jìn)行控制，可以自動(dòng)的去尋找最佳的投入點(diǎn)和切斷點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的電壓過零投入和電流過零切除，所有的通斷都是由晶閘管瞬間完成，具有低功耗、無諧波、不發(fā)熱、可靠性高的特點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中適用范圍比較大，因此對(duì)復(fù)合開關(guān)在低壓無功補(bǔ)償裝置中的應(yīng)用做出分析具有重要意義。

2 復(fù)合開關(guān)在低壓無功補(bǔ)償裝置中的應(yīng)用分析

復(fù)合開關(guān)借助了微電腦程序控制技術(shù)，具有完善的開關(guān)保護(hù)功能，是現(xiàn)下電網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種電容器投切開關(guān)，相比較電磁式接觸器開關(guān)、晶閘管無觸點(diǎn)開關(guān)，復(fù)合開關(guān)從理論上來講，是最理想的投切開關(guān)，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，還是存在著一些弊端問題。(1)方向耐壓在達(dá)到1600V時(shí)，會(huì)限制復(fù)合開關(guān)的應(yīng)用范圍，在復(fù)合開關(guān)中，小型三端TOP封裝晶管由于結(jié)構(gòu)性的原因，短時(shí)流通量不能做的很低，在380V的系統(tǒng)電壓下，晶閘管只能采用2只反向并聯(lián)的方式，這樣關(guān)斷電壓就必須要控制在1200V之間，而當(dāng)系統(tǒng)電壓超出380V，暫態(tài)過電壓就會(huì)大于晶管反向耐壓1600V，這就會(huì)引發(fā)晶閘管燒壞，增加其中的故障頻率。(2)在復(fù)合開關(guān)中，采用了晶閘管等電子元件，相比較其他開關(guān)，復(fù)合開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，造價(jià)成本較高，增添了供電企業(yè)生產(chǎn)成本[2]。(3)低壓無功補(bǔ)償裝置應(yīng)用復(fù)合開關(guān)時(shí)，過零要增加補(bǔ)充，復(fù)合開關(guān)過零型光耦檢測(cè)時(shí)采用coc3083，而coc3083是耐壓范圍是800v，這樣就很容易出現(xiàn)燒壞的問題，同時(shí)并沒有真正的實(shí)現(xiàn)過零投切，仍然會(huì)有一些電壓流通。(4)復(fù)合開關(guān)中，既使用晶閘管又使用繼電器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，工作的過程中，當(dāng)磁保護(hù)期轉(zhuǎn)入晶閘管是瞬間，晶閘管要承受很大的di/dt，此時(shí)就很容易出現(xiàn)晶閘管燒損的問題。

3 復(fù)合開關(guān)在低壓無功補(bǔ)償裝置中的應(yīng)用建議

低壓無功補(bǔ)償裝置中復(fù)合開關(guān)具有其它開關(guān)不可比擬的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在一些特有的弊端問題，為更好的提升供電質(zhì)量，發(fā)揮復(fù)合開關(guān)的應(yīng)用價(jià)值，今后在低壓無功補(bǔ)償裝置中應(yīng)用復(fù)合開關(guān)時(shí)，應(yīng)作出以下幾個(gè)方面的改進(jìn)。

(一)為提升復(fù)合開關(guān)應(yīng)用的可靠性，復(fù)合開關(guān)中的晶閘管要盡量的調(diào)整到1800V，此時(shí)電路中的最大電流就是電容器短路的電流，雖然電路中的電路非常大，但由于復(fù)合開關(guān)每個(gè)晶閘管只是工作2～3個(gè)周波，復(fù)合開關(guān)晶閘管中的電流，還是會(huì)比正常電路中的電流小很多，這樣就更好的保證了低壓無功補(bǔ)償裝置復(fù)合開關(guān)應(yīng)用的可靠性[3]。

(二)在低壓無功補(bǔ)償裝置中，由三相共補(bǔ)償電容器和單相分補(bǔ)電容器組成，在進(jìn)行電容投切時(shí)，共補(bǔ)的先投入，而分補(bǔ)的后投入。為了能夠使三相負(fù)荷平均分配，在應(yīng)用變壓器時(shí)，不能只用某一項(xiàng)負(fù)壓，應(yīng)該將三相負(fù)壓都投入其中，一部分用于共補(bǔ)，一部分用于分補(bǔ)，這樣才更加經(jīng)濟(jì)合理，借助容量的有效分配，更好的保障供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

(三)復(fù)合開關(guān)在低壓無功補(bǔ)償裝置中的應(yīng)用，在分補(bǔ)時(shí)應(yīng)用單項(xiàng)電容器和單項(xiàng)電抗器，而在共補(bǔ)時(shí)，則可以應(yīng)用三相電容器和三相電抗器，這樣由于投切開關(guān)時(shí)不一樣的，交流器接觸器和復(fù)合開關(guān)都能自由的分開，這樣就避免的了復(fù)合開關(guān)燒壞的問題，是低壓無功補(bǔ)償裝置中復(fù)合開關(guān)應(yīng)用的一種可行方法[4]。

(四)電網(wǎng)中電壓的總斜波畸變率THDu若是大于5%，低壓無功補(bǔ)償裝置中在應(yīng)用復(fù)合開關(guān)時(shí)，就應(yīng)該根據(jù)諧波的含量值，適量的增加濾波電抗器。此外若是低壓無功補(bǔ)償裝置中應(yīng)用的是分相型的負(fù)荷開關(guān)，電路中的Y接單相電容器的中點(diǎn)，還必須要與線路中的N線進(jìn)行有效連接。

總結(jié)

綜上所述，從電網(wǎng)電壓無功補(bǔ)償?shù)慕嵌确治?，在電網(wǎng)諧波含量不超過5%的情況下，在低壓無功補(bǔ)償裝置中應(yīng)用復(fù)合開關(guān)是切實(shí)可行的，但由于此項(xiàng)技術(shù)較新，缺乏相關(guān)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)踐應(yīng)用過程中，若是想要更好的發(fā)揮出復(fù)合開關(guān)的應(yīng)用價(jià)值，為供電質(zhì)量的可靠性提供保障，今后還需不斷對(duì)低壓無功補(bǔ)償裝置中復(fù)合開關(guān)的應(yīng)用加強(qiáng)探索研究。