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技術之談:智能濾波補償模塊 [2014/10/14]

   目前,我國的低壓電網和用戶普遍存在功率因素低、電網線損較大的問題,其主要原因是衆多的感性用電設備液位計物位計物位變送器液位變送器電容式物位計電容式液位計電容式物位變送器電容式液位變送器物位開關液位開關電容液位計電容物位計液位儀表物位儀表電容液位變送器電容物位變送器射頻電容式液位開關射頻電容式物位開關電容式液位開關電容式物位開關音叉式液位開關的使用,比如我國的電動機的電能占全部發電量的70%.這種情況下采樣無功補償節能技術對提高電能質量和挖掘電網潛力十分必要。然而,傳統無功補償成套裝置采用接觸器投切,投切湧流大,使用壽命短,同時也體積大,成本高,有的甚至直接使用并聯電容器容易産生并聯諧振等問題,本文提出一種将晶閘管用于無功補償和濾波裝置投切,并将無功補償和濾波的所有元器件模塊化設計,減小裝置體積,并通過控制闆監控濾波補償模塊運行狀态,保證模塊可靠運行。智能濾波補償模塊通過晶閘管過零和峰值投切,無需放電,投切速度快,适用于各種場合無功補償。同時模塊體積小,容量統一,方便容量擴展。
    關鍵詞:濾波補償晶閘管,模塊化監控1、前言我國與發達國家相比,線損較大。發達國家的線損約為2%~3%,而我國在2006年的線損統計為7.1%,所以線損的解決顯得越來越重要。在用戶或靠近用戶的變壓器裝設自動投入的電容器補償裝置,以平衡無功功率,限制無功功率在電網中傳送,可減少電網的無功損耗,同時還可提高有功功率的輸送量。無功補償的主要作用就是提高功率因數以減少設備容量和功率損耗、穩定電壓和提高供電質量,在長距離輸電中提高輸電穩定性和輸電能力以及平衡三相負載的有功和無功功率。安裝電容器進行無功補償,可限制無功功率在電網中的傳輸,相應減少了線路的電壓損耗,提高了配電網的電壓質量。
    目前,愈來愈多的大功率可控矽整流裝置作為拖動和直流電源,其産生的諧波對于系統的影響日益嚴重。諧波電流疊加到電容器基波電流上,使電容器電流的有效值增大,溫升增高,甚引起過熱而降低電容器的使用壽命或使電容器損壞。諧波電壓疊加在電容器基波電壓上,不僅使電容器電壓有效值增大,并可能使電壓峰值大大增加,使電容器運行中發生局部放電。然而,并聯電容器能将諧波電流放大,不僅危害電容器本身,而且會危及電網中的電器設備,嚴重時會造成損壞,甚至破壞電網的正常運行。
    常見無功補償裝置存在的問題:
    ①直接使用并聯電容器在諧波存在時容易産生并聯諧振;②投切開關使用接觸器容易造成合閘湧流,接觸器和電容器使用壽命低,維修費用高;③為了降低電容器投切時的合閘湧流需要電容器自帶放電裝置,自身損耗大;④接觸器投切湧流大,必須放電,不能做快速頻繁投切;⑤裝置元器件分散安裝,體積較大;⑥不具備裝置支路運行情況監控,故障時無法定位故障原因。
    2、智能型濾波補償模塊介紹智能濾波補償模塊是光達電氣為滿足客戶模塊化設計需求推出的适用于0.4kV配電網,高效節能、降低線損、提高功率因素和電能質量的新一代無功補償兼濾波裝置,與傳統技術相比,其體積小,模塊化,安裝簡單,維護方便,接線少,能夠滿足舊項目改造或者櫃體的模塊化設計。
    智能濾波補償模塊集電抗器、電容器、晶閘管、斷路器、晶閘管觸發控制、智能測控單元于一體,代替傳統多種分散器件組成的無功補償裝置,方便實現功率因素的動态調節以及濾除諧波,同時具有過流保護、過溫保護、缺相保護等功能,為裝置的安全運行提供最大保障。
    适用範圍0.4kV低壓配電網的動态無功補償和濾波模塊特點:
    ①标配7%電抗率,抑制和濾除諧波②模塊化設計,體積小,接線簡單,維護方便;③靜态或動态投切,适應多種場合;④動态實時顯示各相電流,電抗器和電容器溫度,直觀顯示裝置運行狀态;⑤速斷、過流、缺相、過溫多種保護,保證裝置可靠運行。
    ⑥投切時間小于10ms⑦記錄故障信息方便故障診斷;⑧具有485通信功能,可遠程監控模塊狀态。
    友好的人機交互:
    ①動态顯示各相電流有效值、電抗器和電容器溫度;②可設置各種保護的保護值和延時時間;③記錄故障代号,方便故障診斷;④記錄電流最大值、記錄投切次數;保護設計:
    ①速斷、過流、過溫、缺相保護;②控制器采用超強幹擾芯片設計,整機系統自檢,工作中不死機,避免産生不補償或過補。
    3、模塊技術參數為了防止諧波放大,智能濾波補償模塊中串聯了7%電抗率的電抗器,可以避免并聯諧振,在系統存在5、7次諧波時還能起到濾波作用。智能濾波補償模塊集成了光達電氣自主研發的晶閘管過零和峰值投切開關,無需放電可以實現10ms内頻繁投切,适用于多種動态補償的場合。模塊将原來分散安裝的元器件以模塊化設計的方式組合起來,增加了智能測控單元監控每個模塊的運行狀态實時地顯示出來,同時模塊提供485接口,方便組網後遠程監控,保證整套無功補償和濾波裝置及電網的安全運行。
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