低压无功补偿装置的器件分析和选型.doc
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4、对新型的电容器投切装置机电一体化复合开关进行了详细介绍,提出了无功补偿装置中器件选择的实用方法。 关键词: 无功补偿容量 无功补偿控制器 机电一体化复合开关 前 言 现有供电设备虽经多次改造,仍然难以满足日益增长的电力负荷需求,目前全国各地已不同程度地出现了缺电和拉闸限电的现象。 解决电力供应紧张的问题,除了加快电厂建设以外,采用合理的无功补偿不失为一条有效的途径。做好无功补偿工作,不但可起到扩大现有输变电设备供电能力、改善电能质量、降低线路损耗、缓解供电能力不足的作用,而且还能取得良好的经济效益,如延长供用电设备的使用寿命、降低用户的电费支出等。 无功补偿的重要性及其解决问题的现实性,目前已
5、得到了业内共识,各地也相继安装了许多不同形式的无功补偿装置,但从其使用的效果来看却不尽相同。 特别是运行在0.4kV级的无功补偿装置,由于其补偿点多,分布面广,专业技术管理的力度相对薄弱,因此,在补偿的准确性、运行的安全性、动作的可靠性、设备的先进性、以及维护量的多少、使用寿命的长短等方面,存在着优劣并存,良莠不齐的现状。 例如:某单位的无功补偿屏安装后,一直不能正常使用,成为闲置设备;又如:某单位杆上变压器的低压补偿电容器投入后,立刻引起线路跳闸,只好将电容器拆除后才能正常供电,此类不良补偿现象,在实际工作中时有发生,究其原因,主要是没有根据具体的负荷性质,恰当地选择优质补偿设备。 本文就低
6、压无功补偿装置的器件选型问题,提出一些浅见,以起到抛砖引玉的作用,并希望能为实际工作提供一点参考。 一、 补偿电容器的容量及相关因素 补偿电容量的正确选择,是获得良好补偿效果的重要环节,具体选择时,可考虑如下几个因素: 1、 供电变压器的空载无功补偿 一般可选变压器总容量3%的并联电容器作为固定补偿,以补偿变压器的空载无功损耗。 2、 确定多路补偿的容量梯度 了解用电负荷的最大值、最小值、负荷的波动情况,根据具体情况以确定电容器的投切步长和分组路数,做到对无功变化的精确跟踪。 3、 平衡补偿、分相补偿、复合补偿的选择 确定三相负荷的不平衡程度,必要时需进行现场测量,以确定采用三相平衡补偿还是采
7、用复合补偿方式。当三相严重不平衡时,最好选用适当容量的分相补偿。 来源:输配电设备网4、 确定补偿电容器的总容量 测量自然功率因数,确定目标功率因数,根据两者之差确定所需要的无功补偿总容量。 若已知:有功功率 P ,自然功率因数 cos1 ,目标功率因数 cos2 。 则所需补偿的电容器总容量为: QP ( tan1 tan2 ) 5、 确定是否采用抗谐波无功补偿电容器 当电网谐波分量较大时,应进行现场谐波测试,必要时需采用与电抗器配套设计的专用电容器,以防止在较大谐波的作用下,补偿装置无法正常运行或电容器易损坏的现象发生。 二、 无功补偿控制器的选择 随着电子技术的发展,先后出现了集成电路、
8、CPU、DSP等技术构成的、各具特色的无功补偿控制器。随着无功补偿产品市场需求的逐步扩大,生产无功补偿控制器的厂家越来越多,产品质量和产品性能也千差万别。因此,在控制器的选择上要特别慎重,应严格按照DL/T597低压无功补偿控制器订货技术条件、JB/T9663低压无功功率自动补偿控制器等专业标准中规定的各项要求,依据具体的补偿需求和负荷特性,选择专业化厂家生产的合格控制器。一般情况下,可从以下几个方面对控制器进行选择: 1、 对于电网负荷波动不大,且三相负荷基本平衡,仅以提高功率因数为目标的情况,为了降低设备成本,可选用功能单一、操作简便的简易型无功补偿控制器。其控制物理量可不做严格要求,可采
9、用无功功率、无功电流或功率因数作为控制物理量,也可采用复合型控制物理量。投切方式可采用较简单的循环投切模式。这样即能达到较好的无功补偿效果,又能降低设备的生产制造成本,同时设备操作简单,便于维护。 2、 对于电网负荷波动频繁、最大负荷与最小负荷间的差距较大,但三相负荷基本平衡的情况,宜选用性能较好的控制器。例如选用无功电流或无功功率作为控制物理量,且投入门限和切除门限应能够分别设定,以防止出现投切震荡,同时还应具有过压和欠流等保护功能。投切方式最好采用可进行程序控制的“编码+循环”投切方式,以确保控制器能够快速准确地对无功功率的变化进行动态跟踪补偿。 3、 当电网负荷波动频繁,最大负荷与最小负
10、荷差距较大,同时三相负荷严重不平衡时,对控制器的选择就提出了更高的要求,应具有“分相+平衡”复合投切功能。其控制物理量应为复合型(无功功率+功率因数),其性能参数应不低于以下要求: (1) 灵敏度100mA (2) 动作误差不大于下表的规定: (3) 稳定范围:确保控制器在满足补偿要求的前提下,确保稳定工作,不出现投切震荡。 4、 为了配合电网自动化的实施,在提高功率因数的同时,还要求能够实时监测电网的各项运行参数,在这种情况下,则需要选择具有综合测试功能的无功补偿控制器(配电综合测控仪)。该控制器除应具有前3项中提到的复合型控制物理量、复合投切功能、较高的灵敏度和稳定度、较小的动作误差、以及
11、过压、欠流等保护功能外,还应具有电网参数实时在线测量、数据存储、数据显示、电报校时、停电数据保护、数据采集和数据远传等功能。同时应配套功能完善的支持性后台软件,以便对采集到的数据进行有效的分析和直观的图形显示,并能输出各类相关的报表。若数据传输采用GPRS无线通讯方式,还可以完全免掉通讯网络建设投资和人工抄表工作,节约大量的财力和人力。 5、 对于非线性负荷较多、电网谐波分量较大的情况,必须选用具有谐波测量和谐波超限保护功能的无功补偿控制器,并选配参数合理的抗谐波电抗器,构成抗谐波无功补偿控制装置,以便在谐波较严重的工况下仍能可靠运行,达到满意的补偿效果。 三、 电容投切装置的选择 无功补偿电
12、容器的投切器件较多,其投切的平稳度和使用寿命也相差很大,下面分别加以说明: 1、普通交流接触器 由于电容器在投入和切除时会产生很大的涌流和过压,暂态高压和投切冲击电流会导致电器绝缘击穿和接触器触头烧损,使接触器频繁损坏,同时还会影响电容器使用寿命和对电网造成干扰。 因此,普通交流接触器投切电容器的控制方式目前已基本淘汰。 2、电容器投切专用接触器 为了解决普通接触器易烧损的问题,一些生产企业研制了带有抑制涌流装置的电容器投切专用接触器。 该接触器是在普通交流接触器的主触点上加装了一套限流阻抗,在电容器投切不频繁时,起到了一定的作用。但其抑制电容器涌流的效果并不理想,当电流较大时,其限流阻抗和主
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