新一代电容器投切器件--复合开关及无功补偿方案

《新一代电容器投切器件--复合开关及无功补偿方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、摘要：综合国内低压并联电容器补偿装置的最新动态，对此类装置的发展趋势进行了分析，指出当今新一代的补偿装置将向主要采用智能式复合开关来投切电容器的方向发展，本文对智能式复合开关及补偿成套装置的性能、结构作了介绍。在低压配电系统中，由于配电变压器、低压用电设备等无功负荷的大量存在，造成了网络损耗的增大，电压质量的下降，从而严重影响了低压电网安全可靠的运行。随着供电部门对配电建设的重视和无功补偿技术的发展，以及日前电力紧缺，使低压无功补偿技术在配电系统中的应用越来越广泛，并在近几年的两网改造中，被作为是一种降损调压的有效措施。因此低压并联电容器补

2、偿装置得到了广泛使用，补偿装置安装于配变二次侧，采用自动投切并联电容器组，以期改善功率因素，达到无功就地平衡，它在补偿电网所需无功、降损节能、提高电压质量、增加电网输送能力和电气设备利用率等方面，取得了明显的经济效益。目前在市场上不同类型和不同型号的低压并联电容器装置成套产品已达数百种之多，其投切方式也是多种多样，目前国内市场上的装置所采用的投切器件可分为三类：机械式接触器、无触点晶闸管(即固态继电器)和电子复合开关。早期的装置多采用接触器来投切电容器组，但由于此类产品在投入过程中，电容器组的初始电压为零，而在合闸瞬间，电网电压又往往不为零

3、，使加在电容器组两端的电压突然升高，而产生一个很大的电流，即是我们常说的合闸涌流，这种情况在背靠背投入时会更严重，甚至可能达到额定电流的几十倍，不仅对电网造成冲击，而且影响电容器的使用寿命，后来出现了专用于电容器组的接触器，通过加入限流电阻来抑制涌流，试验证明，以此类接触器投切电容器组，涌流一般能控制在额定电流的20倍以内。接触器在切出时，不一定是在电流过零时关断，会产生拉弧，会导致交流接触器触头逐渐损坏。从长期运行情况来看，由于涌流及拉弧致使交流接触器触头烧毁或粘结，始终是影响此类装置使用寿命的根本原因。而其优点是在接触后，无压降，因而无

4、损耗。晶闸管投切电容器的技术在无功补偿方面的应用特点是：在检测到电网电压过零时，控制大功率可控硅触发导通，电容器上电压缓慢上升而无合闸涌流冲击；在切出时，利用可控硅的电流过零自动关断特性，使在电流过零时自动关断，不会产生拉弧。从而根本上解决了电力电容器投切时交流接触器经常绕结而损坏的不良情况。但在实际运行中，无触点开头也暴露出不足，一是由于可控硅导通后，存在0.7V的结压降，因而会产生谐波电流，影响电容器的正常运行；二是可控硅的大功耗特性使其在长期运行中，会产生较大的热量，从而引起过高的温升，影响它正常工作，就要求在装置内安装散热风扇，但由

5、于风扇的寿命有限，使其没有发挥应有的作用。三是功耗大，在电网中减少损耗的同时，亦增加了损耗。从上面分析知：交流接触器与晶闸管投切电容器进行无功补偿的优缺点适好相反。近年来浙江大荣电气有限公司总结了机械式接触器开关和无触点晶闸管开关各自的特点及弊端，并结合多年的开发和实际运行经验，开发出新一代开关器件----接触器和可控硅并联工作的开关，也就是复合开关，其工作原理是：将可控硅开关与磁保持继电器并接，实现电压过零导通和电流过零切断，使复合开关在接通和断开的瞬间具有可控硅开关的优点，而在正常接通期间又具有接触器开关无功耗的优点，其实现方法是：投入

6、时是在电压过零瞬间可控硅先过零触发，稳定后再将磁保持继电器吸合导通；而切出时是先将磁保持继电器断开，可控硅投入，再延时过零断开，从而实现电流过零切除。大荣公司出品的复合开关采用单片机控制投切并智能监控可控硅、磁保持继电器以及输入电源和负载的运行状况，从而具备完善的保护功能：电压故障缺相保护：系统电压缺相供电时，开关拒绝闭合；接通后若出现缺相则自动退投。电源电压缺相保护：工作电源缺相供电时，开关拒绝闭合；接通后若出现缺相则自动退投。自诊断故障保护：系统自动监控可控硅、磁保持继电器的运行状态，若其出现故障，则拒绝闭合或自动退投断开。空载保护：未

7、接负载时开关拒绝闭合；停电保护：接通后遇突然停电时，自动跳闸断开；由于导通瞬间是由可控硅过零触发，延时后由继电器吸合、导通，而继电器吸合导通就不会产生谐波；并且由于采用了磁保持继电器，控制装置只在投切动作瞬间耗电，平时不耗电；由于磁保持继电器的接触电阻小，因而不发热，这样就不用外加散热片或风扇，降低了成本。彻底避免了可控硅的烧毁现象，同时也对同机运行的其它电器不造成危害，真正达到了节能降耗的目的，是一个绿色电力产品。复合开关有三相共补型和三相分补型，分相补偿对于居民用电网的无功补偿能够发挥很大的作用。因为目前居民用电消费不断增长，大量的家用

8、电器的使用，特别家用空调机、节能的日光灯等低功率因素的单相电器的使用，使三相耗电不平衡，也就是三相负荷不对称，造成三相所需的无功补偿也不相同，如果还用三相共补型补偿装置，就会使某