LG無涌流電容投切器與普通復(fù)合開關(guān)的區(qū)別與比較

對(duì)幾種投切開關(guān)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析與比較,并重點(diǎn)介紹了新型電容投切復(fù)合開關(guān)原理和特點(diǎn),提出新型的復(fù)合開關(guān)具有性能優(yōu)越、可靠性高、易于推廣應(yīng)用等特點(diǎn),具備很大的發(fā)展空間。

通過對(duì)無功補(bǔ)償裝置在投切電容過程的仿真研究,尋找最佳控制方案,實(shí)現(xiàn)電容器投切的最優(yōu)控制,并對(duì)復(fù)合開關(guān)的斷相保護(hù)、電容器保護(hù)、晶閘管保護(hù)進(jìn)行了分析研究,開發(fā)出快速無弧無涌流高可靠性的智能復(fù)合開關(guān)。

復(fù)合開關(guān)在無功功率補(bǔ)償系統(tǒng)中作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)一直是一個(gè)重要的環(huán)節(jié),適用于對(duì)660v礦井電網(wǎng)無功補(bǔ)償電容器的通斷控制,描述了復(fù)合開關(guān)的基本工作原理及其主電路接線方式,詳細(xì)闡述了復(fù)合開關(guān)投切電容器的整個(gè)工作過程,通過matlab軟件建立系統(tǒng)仿真模型,對(duì)不同投切方式和不同投切時(shí)刻進(jìn)行對(duì)比仿真研究,實(shí)現(xiàn)了無功補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)仿真。

針對(duì)電磁開關(guān)和電力電子開關(guān)投切電容器無功補(bǔ)償裝置應(yīng)用中存在的問題,開發(fā)、研制了一種基于復(fù)合開關(guān)投切電容器的無功補(bǔ)償裝置。采用三相共補(bǔ)δ接線與單相分補(bǔ)y接線相結(jié)合的接線方式,實(shí)現(xiàn)了對(duì)三相負(fù)載分相、分級(jí)、快速的無功補(bǔ)償。試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況表明,這種無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行可靠性高、性能穩(wěn)定,能滿足絕大多數(shù)場(chǎng)合的應(yīng)用需要。對(duì)復(fù)合開關(guān)的組成原理、電路結(jié)構(gòu)和裝置的整體性能等進(jìn)行了詳細(xì)描述。

本文簡(jiǎn)單介紹了復(fù)合開關(guān)及其投切無功補(bǔ)償電容器裝置的工作原理和控制策略,分析了復(fù)合開關(guān)的建模和利用效果,以供參考。

電容補(bǔ)償裝置投切涌流與過電壓的研究

討論了晶閘管和接觸器在投切電容方面的不足,分析了復(fù)合開關(guān)的基本結(jié)構(gòu)和原理,依據(jù)復(fù)合開關(guān)的投切原則對(duì)投切時(shí)刻的選取進(jìn)行理論分析,在電磁暫態(tài)仿真程序emtp中應(yīng)用,建立仿真電路模型,并分別對(duì)晶閘管的過零觸發(fā)及電流換相進(jìn)行暫態(tài)仿真。仿真結(jié)果很好的抑制了電流沖擊,驗(yàn)證了復(fù)合開關(guān)投切的可靠性和準(zhǔn)確性。

分析了復(fù)合開關(guān)的結(jié)構(gòu)和原理,討論了其投切原則及投切時(shí)刻的選取,介紹了電磁暫態(tài)仿真程序emtp的使用,依據(jù)常用電路和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真計(jì)算,驗(yàn)證了復(fù)合開關(guān)投切的可靠性和準(zhǔn)確性。

傳統(tǒng)方法中,低壓電容補(bǔ)償構(gòu)成存在著電容投切沖擊大、接觸器和電容器損壞較快、接線復(fù)雜、體積龐大、產(chǎn)品成型后配置和調(diào)整困難等諸多問題。為了解決這些問題,將電力電子技術(shù)應(yīng)用到低壓電容補(bǔ)償中來,研發(fā)了以復(fù)合開關(guān)為關(guān)鍵器件的智能低壓電容器。但是從實(shí)際使用情況看,還存在著復(fù)合開關(guān)容易損壞的問題,本文對(duì)此進(jìn)行分析。

以真空斷路器與晶閘管閥并聯(lián)構(gòu)成的中壓固態(tài)復(fù)合開關(guān)切除電容器組的研究?jī)?nèi)容,主要是對(duì)電容器組負(fù)載電流由真空斷路器至晶閘管閥之間電流轉(zhuǎn)移這一暫態(tài)過程進(jìn)行解析分析。首先基于真空斷路器分段線性化電弧伏安特性曲線,并結(jié)合等效電路構(gòu)建電流轉(zhuǎn)移數(shù)學(xué)模型;然后據(jù)此推導(dǎo)出中壓固態(tài)復(fù)合開關(guān)切除電容器組電流和晶閘管閥端電壓解析解;最后據(jù)此可以得出晶閘管閥組最佳觸發(fā)時(shí)刻、晶閘管閥組設(shè)計(jì)參數(shù)以及電流轉(zhuǎn)移暫態(tài)過程中電流沖擊程度。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了由真空斷路器至晶閘管閥的電流轉(zhuǎn)移,所以電容器組在晶閘管閥電流自然過零時(shí)刻被切除,徹底克服固定電容器(fixcapacitor,fc)開關(guān)分閘時(shí)造成的開關(guān)重燃和操作過電壓。中壓固態(tài)復(fù)合開關(guān)切除電容器負(fù)載暫態(tài)性能與晶閘管開關(guān)電容器(thyristorswitchcapacitor,tsc)性能基本一致,但卻實(shí)現(xiàn)了緊湊化、低成本和高可靠性設(shè)計(jì)。利用仿真和現(xiàn)場(chǎng)錄波波形驗(yàn)證了技術(shù)可行性。

低壓無功補(bǔ)償技術(shù)作為一種降損調(diào)壓的有效措施,在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。低壓并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置是實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的主要裝置。目前在市場(chǎng)上不同類型和不同型號(hào)的低壓并聯(lián)電容器裝置成套產(chǎn)品已達(dá)百余種,其投切方式也是多種多樣,目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的裝置所采用的投切器件可分為三類:機(jī)械式接觸器、無觸點(diǎn)晶閘管和電子復(fù)合開關(guān),它們的性能比較見表1。

問請(qǐng)問低壓并聯(lián)電容器已采用復(fù)合開關(guān)投切，還需要串接xd1電抗器嗎？

本文針對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有低壓無功補(bǔ)償裝置的運(yùn)行現(xiàn)狀,結(jié)合無功補(bǔ)償裝置的實(shí)用性,經(jīng)濟(jì)性和可靠性,對(duì)現(xiàn)有補(bǔ)償裝置的分組投切開關(guān)進(jìn)行研究改進(jìn),提出將機(jī)械式投切開關(guān)(msc)與無觸點(diǎn)電子開關(guān)(tsc)相結(jié)合組成復(fù)合開關(guān),共同控制電容器組的投切,實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓電網(wǎng)的環(huán)保、高效、安全可靠的智能無功補(bǔ)償控制.

晶閘管投切電容器(tsc)自出現(xiàn)以來就備受各界關(guān)注,但由于其控制穩(wěn)定性及生產(chǎn)成本等原因一直無法得到普及,本文針對(duì)其現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,采用滾動(dòng)式投切機(jī)構(gòu)進(jìn)行電容器并聯(lián)補(bǔ)償。結(jié)合該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件控制器及控制軟件,并通過在matlab/simulink中仿真,驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)思路的可行性。

介紹了一種基于單片機(jī)stc12c2052,用于低壓無功補(bǔ)償裝置中的復(fù)合開關(guān)。該復(fù)合開關(guān)采用晶閘管和繼電器并接,充分融合了晶閘管和交流接觸器的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合同步檢測(cè)電路,通過軟件等待方式實(shí)現(xiàn)過零投切,很好地解決電網(wǎng)中因電容組的投切而造成的電流沖擊與電壓振蕩問題。

低壓復(fù)合開關(guān)充分利用電力電子器件晶閘管在開、關(guān)斷中無電弧和磁保持繼電器觸頭接觸電阻小和保持原狀態(tài)無損耗的優(yōu)點(diǎn)。電路設(shè)計(jì)方面采用晶閘管與磁保持繼電器相結(jié)合的方式,能實(shí)現(xiàn)電壓過零時(shí)投入,電流過零時(shí)斷開。利用微型單片機(jī)芯片對(duì)電路進(jìn)行智能控制,能達(dá)到電路多種通信模式與靈活制定工作方式的目的,并添加安全性能極高的保護(hù)電路。通過對(duì)該開關(guān)試驗(yàn)運(yùn)行,證明研制設(shè)備的可靠性。

近年來,無功補(bǔ)償?shù)闹匾员辉絹碓蕉嗟娜苏J(rèn)同。目前常用的無功補(bǔ)償裝置主要由投切開關(guān)和電容器兩部分組成。其中投切開關(guān)的好壞是影響裝置性能的關(guān)鍵。

因種種原因,城市供電系統(tǒng)的三相電很不平衡,需要進(jìn)行功率補(bǔ)償,利用智能化復(fù)合開關(guān)即可解決低壓無功補(bǔ)償應(yīng)用中電容器投切產(chǎn)生的問題。

介紹了一種集電子開關(guān)過零觸發(fā)特性和機(jī)械開關(guān)低功耗特性于一身的復(fù)合開關(guān)。復(fù)合開關(guān)具有在接通或斷開時(shí)無沖擊電流,在工作過程中無功率消耗的特點(diǎn)。

針對(duì)電磁開關(guān)和電力電子開關(guān)投切電容器組無功補(bǔ)償裝置應(yīng)用中存在的問題,設(shè)計(jì)了一種基于復(fù)合開關(guān)投切電容器的無功補(bǔ)償裝置?？梢詫?duì)三相負(fù)載分級(jí)、分相、快速的進(jìn)行補(bǔ)償。在電壓過零時(shí)導(dǎo)通和電流過零時(shí)切除,從而實(shí)現(xiàn)了電容器投切無涌流、無諧波、功耗小、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。并運(yùn)用matlab軟件對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。

介紹了一種新型的智能復(fù)合開關(guān),采用89c2051作為核心,利用moc3081系列芯片實(shí)現(xiàn)晶閘管開關(guān)的無暫態(tài)投切控制,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高的特點(diǎn)。與控制器之間采用rs-232串行總線通信,并在通信協(xié)議中加入crc校驗(yàn),可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的投切邏輯,且具有較強(qiáng)抗干擾能力。

功率因素過低對(duì)電網(wǎng)及負(fù)載有極大負(fù)面影響,在感性負(fù)載兩端并接電容是常見的無功補(bǔ)償方法。針對(duì)電磁開關(guān)和電力電子開關(guān)投切電容器在無功補(bǔ)償裝置應(yīng)用中存在的問題,從分析功率因素補(bǔ)償意義入手,提出三相共補(bǔ)開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其電路模型,分析投切過程沖擊電流形成機(jī)理及其避免對(duì)策。研制了一種基于avr單片機(jī)在電壓過零時(shí)投切并應(yīng)用于低壓無功補(bǔ)償裝置的復(fù)合開關(guān)。該復(fù)合開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是電壓過零時(shí)投切,沖激電流小;每相過零時(shí)觸發(fā)中斷,響應(yīng)迅速快;采用了atmega16作為主控芯片,樣機(jī)測(cè)試果表明達(dá)到設(shè)計(jì)之要求。