简论智能型配电无功补偿装置若干技术

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1、简论智能型配电无功补偿装置若干技术【摘　要】近年来，在城市电网改造的实施过程中，配电并联电容器无功补偿装置的设计方案有了重大的改进和突破，取得了满意的运行效果。对提高供电电压质量，挖掘供电设备的潜力、降低线路损失及节能均起到积极的作用。本文结合工作实践对智能型配电无功补偿装置开发中的若干技术问题进行讨论，以供参考。【关键词】配电;无功补偿随大多数电力负荷是感性负载，异步电动机、感应电炉、交流电焊机、日光灯等设备是无功功率的主要消耗者。另外，无功电源与无功占用不平衡，感应电动机和中小容量配电变压器。一般用电用户的功率因数滞相且较低，一般都会低于0．7以下，滞

2、相的无功功率在配电网中流动不仅占用配电网容量，造成不必要的损耗，而且导致电网电压降低。加装无补偿装置，能增加电网中有功功率的比例常数，就近供给用户或配电网所需要的滞相无功功率，减少发，供电设备的设计容量，减少投资，能少在配电网中流失的无功功率，提高发输电设备利用率，减少投资，增加电网中有功功率的输送比例，降低有功网损，效提高系统的电压稳定性，保证电网的电压质量，最终提高供电企业的经济效益。71.配电补偿的改进在配电中，无功补偿的传统模式主要有以下三种型式：①装干配电电动机的单台就地补偿；②装干配电变压器配电侧的补偿箱；③装干企业配电房或车间以及高层建筑楼层

3、配电间的自动补偿柜(如PGJ柜等)。限于篇幅，对单台补偿问题本文不作讨论。配电补偿箱和补偿柜的技术改进和新技术应用归纳起来主要有以下几方面：由三相共补到分相补偿，以求达到更理想的补偿效果；由单一的无功补偿到同时具有滤波及抑制谐波功能的补偿装置；从采用交流接触器进行投切，到选用品闸管开关电路投切，以及发展为等电压投、零电流切的最佳投切模式；智能型自动补偿控制器和配电变压器的运行记录仪相结合；将配电补偿的功能纳入箱式变电站或美式箱变的配电部分；采用不锈钢或航空铝板的箱体，具有防寒．防晒、密封、防潮、防锈的特点；选用干式或充SF6的自愈式并联电容器，提高运行可靠

4、性，延长使用年限。2.并联电容器的投切开关2．1交流接触器720世纪70年代广泛应用的PGJ补偿柜，都是采用交流接触器作为并联电容器的投切开关，迄今仍有沿用。其缺点是：①投入电容时产生倍数较高的涌流，容易在接触器的触点处产生火花，烧损触头，②切断电容时，容易粘住触头，造成拉不开，③涌流过大对电容器本身有害，会影响使用寿命。当时采用的措施是：适当选择额定容量较大的接触器，如用额定电流40A的接触器投切15kvar的三相电容器(IC=21．7A)，采用专用的接触器，其型号有CJ16、CJ19、CJ20C、B25C～B75C、CJ4l等系列；每台电容器加装串联小

5、电抗器，用以抑制涌流。2．2双向晶闸管开关电路采用双向品闸管的无触点开关电路(又称固态继电器)取代交流接触器用于投切电容器的接线。其优点是过零触发，无拉弧，动作时间短，可大幅度地限制电容器合闸涌流，特别适合于繁投切的场合。但也存在以下缺点：采用双向晶闸管制造成本高，晶闸管开关电路的补偿柜价格要比采用接触器的补偿柜贵70％～80％左右；晶闸管开关电路运行时有较大的压降，运行中的电能损耗和发热问题不可忽视。以BzMJ0.4-15-3并联电容器为例，其额定电流为21.7A，如品闸管开关的电压降为1V时，3个晶闸管开关电路运行时，损耗的功率为：P=3×1×2.7=

6、65.1W，如补偿柜的无功功率为90kvar，则全部投入时，品闸管的功率损耗为65.1×6=390.6W，以每天平均lOh计，日耗电量达3.906kW-h。年耗量约为l7426Kw.h，有功消耗的发热量还会增加整个补偿装置的温升，而需采用相应的散热降温的措施，如采用接触器则基本上不消耗有功；晶闸管电路的本身也是谐波源，大量的应用对配电电网的波形不利。因此，除了对品闸管开关电路加以改进外，还应使之在完成开合闸操作后退出，仍由与之并联的接触器维持电容器的正常运行。2．3晶闸管和二极管反并联的开关电路一个晶闸管和一个二极管反并联的接线方案与无触点开关电路的接线方

7、案对比，由于相同容量的二极管的价格低于晶闸管，故用一只晶闸管和一只二极管反并联的无触点开关电路制造成本较低，而技术性能相近，但反应时间则较慢些，切除电容器时，从切除指令的输出到工作任务的完成，可以在半周波内完成，(即时间t≤10ms)。如采用无触点开关电路的接线方案，由于二级管的不可控性，通常其切除时间要在0.5～lHz之间，即切除时间t≤20ms。2.4等电压投零电流切的新型无触点开关电路7等电压投零电流切的新型无触点开关电路的接线。其运行操作顺序说明如下：当投入电容器时，先由微电脑控制器发出信号给开关电路，使之在等电压时投入电容器，微电脑的控制器紧接着

8、又发信号给接触器，使其触点也闭合，将品闸管开关电路短路，由于接触器