复合开关在无功补偿中的应用

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1、复合开关在无功补偿中的应用　　无功补偿的开关应用情况　　在用电设备中，存在着大量的感性负载（如电动机），这些感性负载在消耗有功功率的同时，也占用了大量的感性无功功率，由于无功功率虚占了设备容量、增大了线路的电流值，而线路的损失与电流的平方成正比。因此，无功功率必须予以补偿。为了提高功率因数，一般企事业单位用电容器的容性进行无功补偿。在补偿地点上可采取变电所集中补偿、分区域集中补偿、分散就地补偿、分散与集中相结合等，在补偿方式上可分为手动补偿和自动补偿。由于补偿地点和方式关系到节电效果，关系到设备投资，关系到设备运行安全与维护，因此，必须因地制宜地加以选择。目前，电力电容器的投切开关

2、有以下3种：　　(1)普通接触器　　电容器的电流与电容电压对时间的微分成正比,当接触器投入时,电容器上的初始电压与电复合开关在无功补偿中的应用　　无功补偿的开关应用情况　　在用电设备中，存在着大量的感性负载（如电动机），这些感性负载在消耗有功功率的同时，也占用了大量的感性无功功率，由于无功功率虚占了设备容量、增大了线路的电流值，而线路的损失与电流的平方成正比。因此，无功功率必须予以补偿。为了提高功率因数，一般企事业单位用电容器的容性进行无功补偿。在补偿地点上可采取变电所集中补偿、分区域集中补偿、分散就地补偿、分散与集中相结合等，在补偿方式上可分为手动补偿和自动补偿。由于补偿地点和方

3、式关系到节电效果，关系到设备投资，关系到设备运行安全与维护，因此，必须因地制宜地加以选择。目前，电力电容器的投切开关有以下3种：　　(1)普通接触器　　电容器的电流与电容电压对时间的微分成正比,当接触器投入时,电容器上的初始电压与电网电压在一般情况下不相等,较大压差可达1.4倍的额定电压以上,当巨大的压差突然加到电容器两端使电容器的电压发生突变时,则通过接触器和电容器电流将高达10倍以上的额定电流。这种浪涌电流有多种危害：一方面，在接触器触点处产生火花，使触点粘住、无法分断而损坏；另一方面，缩短了电容器的使用寿命；再者，对电网的巨大冲击而产生了干扰，可能使其他电子设备无法正常工作。

4、　　(2)带预投电阻的专用接触器　　这类接触器整体体积较大，事实上在工作时也没有真正解决浪涌电流问题，同时，由于与接触器触点配合不理想使电阻发热而损坏的现象时有发生，所以，这类接触器并不是理想的电容投切接触器。　　(3)过零触发固态继电器　　交流继电器的内部往往用2个单向可控硅反并联或双向可控硅构成,用于电容投切无功补偿时的工作原理是这样的：当固态继电器接到投切信号时，还要判别触点两端的电压是否接近于零电压，一旦等待到两端压差接近零电压时，则开关闭合，投入工作；当固态继电器接到切断信号时，则可控硅自然关断，即电流为零时关断。从上面的分析可以看出，用于低压电容投切的固态继电器在投入和

5、切断时的工作状态非常理想，但他存在着一个致命的缺陷工作过程的发热和谐波问题，这就限制了他在电容投切领域的进一步推广。　　2复合开关的工作原理　　电容无功补偿分为单相补偿和三相补偿，采用的开关相数也分为两种。无论是单相投切开关还是三相开关，机械式接触器不可能较准确地做到开关两端电压过零时闭合，在电流过零时切断，而固态继电器却能做到这一点。相反，在开关闭合工作时，固态继电器产生损耗和电压电流谐波，而机械式接触器却能避免这些问题。因此，吸取固态继电器和接触器的优点将是较佳的选择。也就是希望电容无功补偿的投切开关在投入和切断瞬时利用（双向）可控硅的特性，在平时闭合工作时利用机械触点接触电阻

6、极小的特性，构成了可控硅和继电器（接触器）并联工作的开关即复合开关。　　为了达到理想的工作状况，可控硅和继电器的开、断有时序要求，假设复合开关的投入命令高电平为有效，则切断命令为低电平有效；开关（可控硅、继电器）闭合用高电平有效表示，则开关断开用低电平有效表示，其各信号动作时序如图1所示。　　　　在图1中T1为复合开关接收到投入命令后等待电压过零所需的时间T2是继电器延时闭合设定时间T0为继电器闭合动作时间Tf为继电器断开动作时间T3是可控硅延时断开设定时间T4可控硅自然关断所需的时间。　　在图１中UKA，UKB，UKC，UKD，UKE，IKE分别表示投切信号、可控硅通断、继电器线

7、圈通断信号、继电器通断、电网电压、电容（或触点）电流。当复合开关接收到投入命令时，可控硅的触发信号准备就绪，只要电压过零就立刻触发可控硅，而继电器在接到投入命令后，要延时一段时间，此时间在设计时必须保证：只有当可控硅导通后，才能闭合继电器。当复合开关接收到切断命令后，继电器立即断开，经过一段时间可控硅触发信号消失，据可控硅关断特性，只有当通过可控硅阳极电流过零时，才能自然关断。　　3基于PIC16C61的复合开关　　复合开关的工作原理完全可以用分立元件来实现，其中的时