王輝

摘 要：受到國民經(jīng)濟快速增長的影響，我國的供電網(wǎng)絡(luò)也不斷的改造，現(xiàn)有的供電設(shè)備雖然經(jīng)過了革新，但是仍舊無法滿足日益增加的電力需求量，全國各地已經(jīng)多次出現(xiàn)拉閘限電以及缺電的現(xiàn)象。為了滿足當前社會對于電力的需要，合理解決電力供需矛盾，緩解用電緊張，除了加速電廠的建設(shè)發(fā)展之外，無功補償在電網(wǎng)的應(yīng)用中也是一種極好的方式。無功補償既能夠擴大輸變電設(shè)備的供電能力，同時還能夠提高電能的質(zhì)量，保護線路，降低損耗，以此緩解電力的工序矛盾，并且還能夠提升電力部門的經(jīng)濟效益，例如通過延長電力設(shè)備的使用壽命降低電網(wǎng)建設(shè)成本。另外，還能夠減少用戶電費支出。

關(guān)鍵詞：無功補償；電容投切開關(guān)；電力

在當前的電力行業(yè)中，通過無功補償?shù)姆绞侥軌蛴行Ы鉀Q很多實際問題，具有較高的應(yīng)用價值，因而在業(yè)內(nèi)的認可度較高，受到了廣泛的應(yīng)用，很多地方都安裝了相關(guān)裝置，但是由于形式不同因而得到的效果也不同。文章主要針對無功補償設(shè)備中電容器的投切件的選型進行了探討，并結(jié)合實際工作經(jīng)驗提出了一些合理的建議和意見，希望能夠提高低壓無功補償?shù)墓ぷ餍省?/p>

在低壓無功補償需要的設(shè)備中電容器需要很多投切件，而投切件進行投切時是否平穩(wěn)，其使用壽命的長短都因投切件的差異而不同，文章便針對這一問題進行了論述。

1 帶預(yù)投電阻的接觸器補償裝置

電容器會在接觸器投入時保持零電壓狀態(tài)，這種初始狀態(tài)在觸電閉合時被打破，這一狀態(tài)下電網(wǎng)電壓不會為零，而回產(chǎn)生強大的電流，這種電流一般被稱作合閘涌流。通過試驗，合閘涌流可以超出電容器的額定電流，嚴重時是額定電流的五十倍之多。這對電容器以及接觸器都會造成影響，并且也會沖擊電網(wǎng)，影響電網(wǎng)中設(shè)別的運行狀態(tài)。而針對這一問題可以通過限流電阻的設(shè)置以及串接電抗器的使用對涌流進行限制，雖然控制效果僅能夠令涌流不超過額定電流的20倍，但是這種方式下會出現(xiàn)諸多故障，設(shè)備的維修費用支出較高。

1.1 優(yōu)點

采用該種方式設(shè)備不會產(chǎn)生較大的功耗，且在使用過程中溫升較小，這是由于觸頭面積較小不會產(chǎn)生很大的接觸電阻，因而不會產(chǎn)生很大的熱量。另外設(shè)備的初期投入較小，設(shè)備的短路能力較強。

1.2 缺點

該方式的觸頭容易發(fā)生粘結(jié)或者燒毀問題，從而影響補償裝置壽命，后期的維護支出較大，會直接沖擊電網(wǎng)。此外，該種方式的投切速度也相對較慢。為了解決涌流問題，很多企業(yè)會在交流接觸器上通過限流阻抗的安裝對涌流予以限制，但是效果相對較差，一旦電流過大，那么就會將限流阻抗以及主觸點燒毀。尤其是當無功負荷相對較大，電容器需要進行頻繁的投切，這種狀態(tài)下其使用壽命實際只有1年，檢修以及更換頻率較高。產(chǎn)品標準按照JB7113-93進行操作。需要保證裝置投入運行后的瞬間涌流應(yīng)當被限定在20倍以下，最后電容器運行時，其涌流通常為10倍左右的額定電流。

1.3 適用范圍

該種方式使用平穩(wěn)的負荷狀態(tài)下，三相電壓較為平衡，并且無功變化速度較慢的環(huán)境。

2 用晶閘管作電容投切開關(guān)的裝置（TSC）

利用晶匣管作為投切開關(guān)的電容器，主要利用了電子開關(guān)進行投切，反應(yīng)速度相對較快，其電路為過零觸發(fā)的方式，若檢測過程中晶匣管上施加電壓為零，那么就會引發(fā)其發(fā)出觸發(fā)信號，從而導(dǎo)通晶匣管。這種狀態(tài)下電容器同電網(wǎng)的電壓相等，不會出現(xiàn)合閘涌流現(xiàn)象，有效的解決了此類問題。

2.1 優(yōu)點

該種設(shè)備的優(yōu)勢較為明顯，具有過零觸發(fā)的優(yōu)點，并且能夠過零檢測，不會產(chǎn)生合閘涌流，即電網(wǎng)不會受到?jīng)_擊。另外不會產(chǎn)生操作過電壓，也不會產(chǎn)生電弧重燃的現(xiàn)象，這從根本上解決了投切過程中交流接觸點出現(xiàn)燒結(jié)的現(xiàn)象。此外晶匣管作為投切開關(guān)的設(shè)備的投切速度較快，最快的相應(yīng)時間可以達到5m/s。

2.2 缺點

此類設(shè)備具有較大的功耗，且需要復(fù)雜的散熱系統(tǒng)作為支撐，可靠性也相對較低。

晶閘管元件在導(dǎo)通狀態(tài)下有較大的管壓降，大電流通過時，產(chǎn)生很高的溫升，需要用溫控開關(guān)控制軸流風扇或水冷設(shè)備散熱。散熱器件中的機械旋轉(zhuǎn)運動易損器件，存在著一定的不可靠性，散熱系統(tǒng)一旦停運，就會影響裝置的正常運行，因此降低了TSC無功補償裝置的可靠性初期造價高。瞬時過載力差。

2.3 應(yīng)用

電氣鐵道、電焊機、壓塑機、冶煉廠等要求快速跟蹤場合。

3 用復(fù)合開關(guān)做電容投切開關(guān)的裝置（TSC+MSC）

復(fù)合開關(guān)投切裝置工作原理是先由晶閘管在電壓過零時投入電容器，然后再由磁保持繼電器觸點并聯(lián)閉合，晶閘管旁路，電容器在繼電器觸點閉合下運行。因而實現(xiàn)了投入無涌流運行不發(fā)熱的目的，但為了提高裝置的性價比，利用晶閘管在短時間內(nèi)電流可承受過載多倍額定電流的特性，通?？蛇x用小功率、低耐壓晶閘管，過零投入，再用繼電器閉合運行。通斷瞬間由晶閘管完成，運行通流由磁保持繼電器經(jīng)脈沖電壓觸發(fā)使觸點吸合而完成，低功耗、不發(fā)熱、無諧波、安全可靠；投切速度介于接觸器和晶閘管無觸點開關(guān)之間，適用范圍大。

3.1 優(yōu)點

故障率低，壽命長。在過零點合閘分閘（需特別指出的是，復(fù)合開關(guān)的過零投切指的是晶閘管兩端的壓降電壓為零），不產(chǎn)生電弧，無合閘浪涌電流沖擊，無接觸器觸點燒結(jié)損壞現(xiàn)象。

由于磁保持繼電器在工作時，線圈瞬間吸合恒磁保持，線性電子自動轉(zhuǎn)換，同極磁斥力釋放，不受電網(wǎng)電壓波動影響，不彈跳、不拉弧、不燒線圈、不燒觸點，無噪音，抗雷擊，無電磁污染等優(yōu)點。由于磁保持繼電器結(jié)構(gòu)不同于“電磁保持交流接觸器”，線圈毋須帶電保持磁性，這極大的的降低了設(shè)備本身的功耗，也使得在無事故狀態(tài)下，設(shè)備使用壽命也大大延長，可靠性極高，近乎于實現(xiàn)了器件的免維護、免更換。相比而言，傳統(tǒng)“電磁保持交流接觸器”雖然沿用了幾十年，但它是存在嚴重缺陷的不可靠產(chǎn)品。在工作時，線圈瞬間吸合電磁保持，線圈升溫快和觸點受電網(wǎng)電壓波動影響而不恒定，會產(chǎn)生彈跳、拉弧、燒壞主觸點及線圈，可靠性很差。

此外，該種設(shè)備具有較低的功耗，并且不會出現(xiàn)畸變波形。通過實驗可以表明，復(fù)合開關(guān)所產(chǎn)生的損耗功率相對較低，僅僅為DZ型空開的熱損量。一般情況下，運行一年后TSC開關(guān)同復(fù)合開關(guān)相比，高達復(fù)合開關(guān)的5倍左右。且在正常導(dǎo)通狀態(tài)下，繼電器觸電的導(dǎo)通電阻較小不會產(chǎn)生較大的熱損。初期投入費用不高，不需要額外的散熱系統(tǒng)安裝費用。另外設(shè)備具有較快的投切速度，由于設(shè)備中應(yīng)用微處理器殘壓檢測，因而加速了投切速度。后期也無需較大的維護，因而費用相對較低。

3.2 缺點

設(shè)備抗短路能力不高。

3.3 適應(yīng)范圍

在無功變化相對較快的環(huán)境下適用。

4 結(jié)束語

通過上述內(nèi)容的分析可以看出，低壓無功補償正向著節(jié)能低耗以及長壽命的使用上發(fā)展，而要真正的實現(xiàn)這一目的，增加經(jīng)濟效益，就必須對設(shè)備進行合理的選型，使得設(shè)備同實際的應(yīng)用需要相適應(yīng)。裝置的制造者以及使用者在利用設(shè)備的過程中不但要考慮設(shè)備的成本，還需要對設(shè)備投入后的性能進行綜合考慮，只有這樣才能夠令低壓無功補償發(fā)揮真正的作用。

參考文獻

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