低壓無(wú)功補償裝置發(fā)展現狀（上）

低壓無(wú)功補償裝置發(fā)展現狀（上）

在10KV以上的電網(wǎng)中,出于注重安全的原因,很少使用自動(dòng)無(wú)功補償裝置。另外，由于無(wú)功盡量就地補償的原則，低壓自動(dòng)無(wú)功補償裝置(以下簡(jiǎn)稱(chēng)補償裝置)獲得了廣泛的應用,并不斷的有新技術(shù)涌現出來(lái),是一個(gè)百花齊放的局面。鑒于這樣的局面，本文不可能面面俱到，只能略述梗概。

除了極少數試驗型的STATCOM裝置外,補償裝置絕大部分都是使用并聯(lián)電容器進(jìn)行補償的。因此,本文只討論使用并聯(lián)電容器的補償裝置。

一,以電容器連接方式為出發(fā)點(diǎn)的補償裝置分類(lèi):

1 ,三相電容器同時(shí)投切型補償裝置。這類(lèi)補償裝置中使用三相電力電容器,通過(guò)檢測某一相的電流來(lái)進(jìn)行計算 并控制電容器的投入數量來(lái)達到補償目的。由于電容器對三相提供的無(wú)功電流相等,因此這類(lèi)補償裝置只適用于三相電流基本平衡的負荷情況。當負荷的三相電流不平衡時(shí)，不能夠使三相均得到良好的補償，可能有某一相過(guò)補償， 有某一 相欠補償。此類(lèi)補償 裝置由于結構簡(jiǎn)單價(jià)格低廉而用量大。

2，單相電容器分相投切型補償裝置。這類(lèi)補償裝置中使用單相電力電容器，通過(guò)檢測三相電流來(lái)進(jìn)行分別計算并控制各相電容器的投入數量來(lái)達到補償目的,相當于3臺單相補償裝置。這類(lèi)補償裝置可以使各相的無(wú)功電流均獲得良好的補償,但是對不平衡有功電流無(wú)能為力。用于三相電流不平衡的負荷情況時(shí)，比三相電容器同時(shí)投切型補償裝置的效果好。此類(lèi)補償裝置由 于結構比較復雜,價(jià)格較高，使用量較少。

3 ,調整不平衡電流型補償裝置。這類(lèi)裝置中使用單相電力電容器,通過(guò)檢測三相電流來(lái)進(jìn)行綜合計算并控制各相電容器的投入方式和數量來(lái)達到補償和調整不平衡電流的目的。與分相補償裝置本質(zhì)不同的是,這類(lèi)補償裝置利用了在相間跨接的電容器可以在相間轉移有功電流的原理,通過(guò)在各相與相之間及各相與零線(xiàn)之間接入不同數量電容器的方法,不但可以使各相的無(wú)功電流均獲得良好的補償,還可以將三相間的不平衡有功電流調整至平衡。這類(lèi)補償裝置用于三相電流不平衡的負荷情況時(shí),具有無(wú)與倫比的使用效果。

此類(lèi)補償裝置結構比較復雜,價(jià)格較高,由于是新技術(shù)所以使用量較少,但是必然會(huì )替代單相電容器分相投切型補償裝置。

二，以電容器的控制投入方式為出發(fā)點(diǎn)的補償裝置分類(lèi):

1 ,交流接觸器控制投入型補償裝置。由于電容器是電壓不能瞬變的器件,因此電容器投入時(shí)會(huì )形成很大的涌流,涌流大時(shí)可能超過(guò)100倍電容器額定電流。涌流會(huì )對電網(wǎng)產(chǎn)生不利的干擾，也會(huì )降低電容器的使用壽命。為了降低涌流，現在大部分補償裝置使用電容器投切專(zhuān)用接觸器，這種接觸器有1組串聯(lián)限流電阻與主觸頭并聯(lián)的輔助觸頭,在接觸器吸合的過(guò)程中，輔助觸頭首先接通,使電容器通過(guò)限流電阻接入電路進(jìn)行預充電,然后主觸頭接通將電容器正常接入電路,通過(guò)這種方式可以將涌流限制在電容器額定電流的20倍以下。此類(lèi)補償裝置價(jià)格低廉，可靠性較高,應用為普遍。由于交流接觸器的觸頭壽命有限,不適合頻繁投切，因此這類(lèi)補償裝置不適用頻繁變化的負荷情況。高低壓電氣成套設備

2 ,晶閘管控制投入型補償裝置。這類(lèi)補償裝置就是SVC分類(lèi)中的TSC子類(lèi)。由于晶閘管很容易受涌流的沖擊而損壞,因此晶閘管必須過(guò)零觸發(fā),就是當晶閘管兩端電壓為零的瞬間發(fā)出觸發(fā)信號。過(guò)零觸發(fā)技術(shù)可以實(shí)現無(wú)涌流投入電容器,另外由于晶閘管的觸發(fā)次數沒(méi)有限制，可以實(shí)現準動(dòng)態(tài)補償(響應時(shí)間在毫秒級)，因此適用于電容器的頻繁投切,非常適用于頻繁變化的負荷情況。晶閘管導通電壓降約為1V左右,損耗很大(以額定容量100Kvar的補償裝置為例,每相額定電流約為145A ,則晶閘管額定導通損耗為145x1*3=435W) , 必須使用大面積的散熱片并使用通風(fēng)扇。晶閘管對電壓變化率( dv/dt )非常敏感，遇到操作過(guò)電壓及雷擊等電壓突變的情況很容易誤導通而被涌流損壞,即使安裝避雷器也無(wú)濟于事,因為避雷器只能限制電壓的峰值,并不能降低電壓變化率。此類(lèi)補償裝置結構復雜，價(jià)格高，可靠性差，損耗大，除了負荷頻繁變化的場(chǎng)合，在其余場(chǎng)臺幾乎沒(méi)有使用價(jià)值。高低壓電氣成套設備

3 ,復臺開(kāi)關(guān)控制投入型補償裝置。復合開(kāi)關(guān)技術(shù)就是將晶閘管與繼電器接點(diǎn)并聯(lián)使用,由晶閘管實(shí)現電壓過(guò)零投入與電流過(guò)零切除,由繼電器接點(diǎn)來(lái)通過(guò)連續電流，這樣就避免了晶閘管的導通損耗問(wèn)題，也避免了電容器投入時(shí)的涌流。但是復臺開(kāi)關(guān)技術(shù)既使用晶閘管又使用繼電器，于是結構就變得相當復雜,并且由于晶閘管對dv/dt的敏感性也比較容易損壞。

4,同步開(kāi)關(guān)投入型補償裝置。同步開(kāi)關(guān)技術(shù)是近年來(lái)新發(fā)展的技術(shù),顧名思義,就是使機械開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)準確地在需要的時(shí)刻閉合或斷開(kāi)。對于控制電容器的同步開(kāi)關(guān),就是要在開(kāi)關(guān)接點(diǎn)兩端電壓為零的時(shí)刻閉合,從而實(shí)現電容器的無(wú)涌流投入,在電流為零的時(shí)刻斷開(kāi)，從而實(shí)現開(kāi)關(guān)接點(diǎn)的無(wú)電弧分斷。

同步開(kāi)關(guān)技術(shù)中拒絕使用可控硅，因此仍然不適用于頻繁投切。可以預見(jiàn):使用磁保持繼電器的同步開(kāi)關(guān)必將替代復臺開(kāi)關(guān)和交流接觸器。