文章摘要:無功功率補(bǔ)詣波治理償裝置。在電子供電系統(tǒng)中所承擔(dān)的作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù),降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環(huán)境。所以無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置,可以做到最大
無功功率補(bǔ)詣波治理償裝置。在電子供電系統(tǒng)中所承擔(dān)的作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù),降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環(huán)境。所以無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置,可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗,使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之,如選擇或使用不當(dāng),可能造成供電系統(tǒng),電壓波動(dòng),諧波增大等諸多因素!
一、按投切方式分類:
1. 延時(shí)投切方式 延時(shí)投切方式即人們熟稱的'靜態(tài)'補(bǔ)償方式。這種投切依靠于傳統(tǒng)的接觸器的動(dòng)作,當(dāng)然用于投切電容的接觸器專用的,它具有抑制電容的涌流作用,延時(shí)投切的目的在于防止接觸器過于頻繁的動(dòng)作時(shí),電容器造成損壞,更重要的是防備電容不停的投切導(dǎo)致供電系統(tǒng)振蕩,這是很危險(xiǎn)的。當(dāng)電網(wǎng)的負(fù)荷呈感性時(shí),如電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)等負(fù)載,這時(shí)電網(wǎng)的電流滯帶后電壓一個(gè)角度,當(dāng)負(fù)荷呈容性時(shí),如過量的補(bǔ)償裝置的控制器,這是電網(wǎng)的電流超前于電壓的一個(gè)角度,即功率因數(shù)超前或滯后是指電流與電壓的相位關(guān)系。通過補(bǔ)償裝置的控制器檢測(cè)供電系統(tǒng)的物理量,來決定電容器的投切,這個(gè)物理量可以是功率因數(shù)或無功電流或無功功率。
下面就功率因數(shù)型舉例說明。當(dāng)這個(gè)物理量滿足要求時(shí),如cosΦ超前且>0.98,滯后且>0.95,在這個(gè)范圍內(nèi),此時(shí)控制器沒有控制信號(hào)發(fā)出,這時(shí)已投入的電容器組不退出,沒投入的電容器組也不投入。當(dāng)檢測(cè)到cosΦ不滿足要求時(shí),如cosΦ滯后且<0.95,那么將一組電容器投入,并繼續(xù)監(jiān)測(cè)cosΦ如還不滿足要求,控制器則延時(shí)一段時(shí)間(延時(shí)時(shí)間可整定),再投入一組電容器,直到全部投入為止。當(dāng)檢測(cè)到超前信號(hào)如cosΦ<0.98,即呈容性載荷時(shí),那么控制器就逐一切除電容器組。要遵循的原則就是:先投入的那組電容器組在切除時(shí)就要先切除。如果把延時(shí)時(shí)間整定為300s,而這套補(bǔ)償裝置有十路電容器組,那么全部投入的時(shí)間就為30分鐘,切除也這樣。在這段時(shí)間內(nèi)無功損失補(bǔ)只能是逐步到位。如果將延時(shí)時(shí)間整定的很短,或沒有設(shè)定延時(shí)時(shí)間,就可能會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。當(dāng)控制器監(jiān)測(cè)到cosΦ〈0.95,迅速將電容器組逐一投入,而在投入期間,此時(shí)電網(wǎng)可能已是容性負(fù)載即過補(bǔ)償了,控制器則控制電容器組逐一切除,周而復(fù)始,形成震蕩,導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。是否能形成振蕩與負(fù)載的性質(zhì)有密切關(guān)系,所以說這個(gè)參數(shù)需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況整定,要在保證系統(tǒng)安全的情況下,再考慮補(bǔ)償效果! 2. 瞬時(shí)投切方式 瞬時(shí)投切方式即人們熟稱的'動(dòng)態(tài)'補(bǔ)償方式,應(yīng)該說它是半導(dǎo)體電力器件與數(shù)字技術(shù)綜合的技術(shù)結(jié)晶,實(shí)際就是一套快速隨動(dòng)系統(tǒng),控制器一般能在半個(gè)周波至1個(gè)周波內(nèi)完成采樣、計(jì)算,在2個(gè)周期到來時(shí),控制器已經(jīng)發(fā)出控制信號(hào)了。通過脈沖信號(hào)使晶閘管導(dǎo)通,投切電容器組大約20-30毫秒內(nèi)就完成一個(gè)全部動(dòng)作,這種控制方式是機(jī)械動(dòng)作的接觸器類無法實(shí)現(xiàn)的。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方式作為新一代的補(bǔ)償裝置有著廣泛的應(yīng)用前景,F(xiàn)在很多開關(guān)行業(yè)廠都試圖生產(chǎn)、制造這類裝置且有的生產(chǎn)廠已經(jīng)生產(chǎn)出很不錯(cuò)的裝置。當(dāng)然與國(guó)外同類產(chǎn)品相比從性能上、元器件的質(zhì)量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上還有一定的差距! (dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)木路方式 (1)LC串接法原理如圖1所示 這種方式采用電感與電容的串聯(lián)接法,調(diào)節(jié)電抗以達(dá)到補(bǔ)償無功損耗的目的。從原理上分析,這種方式響應(yīng)速度快,閉環(huán)使用時(shí),可做到無差調(diào)節(jié),使無功損耗降為零。從元件的選擇上來說,根據(jù)補(bǔ)償量選擇1組電容器即可,不需要再分成多路。既然有這么多的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)該是非常理想的補(bǔ)償裝置了。但由于要求選用的電感量值大,要在很大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)調(diào)節(jié),所以體積也相對(duì)較大,價(jià)格也要高一些,再加一些技術(shù)的原因,這項(xiàng)技術(shù)到目前來說還沒有被廣泛采用或使用者很少。
(2)采用電力半導(dǎo)體器件作為電容器組的投切開關(guān),較常采用的接線方式如圖2。圖中BK為半導(dǎo)體器件,C1為電容器組。這種接線方式采用2組開關(guān),另一相直接接電網(wǎng)省去一組開關(guān),有很多優(yōu)越性! ∽鳛檠a(bǔ)償裝置所采用的半導(dǎo)體器件一般都采用晶閘管,其優(yōu)點(diǎn)是選材方便,電路成熟又很經(jīng)濟(jì)。其不足之處是元件本身不能快速關(guān)斷,在意外情況下容易燒毀,所以保護(hù)措施要完善。當(dāng)解決了保護(hù)問題,作為電容器組投切開關(guān)應(yīng)該是較理想的器件。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償效果還要看控制器是否有較高的性能及參數(shù)。很重要的一項(xiàng)就是要求控制器要有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間,準(zhǔn)確的投切功率,還要有較高的自識(shí)別能力,這樣才能達(dá)到最佳的補(bǔ)償效果! ‘(dāng)控制器采集到需要補(bǔ)償?shù)男盘?hào)發(fā)出一個(gè)指令(投入一組或多組電容器的指令),此時(shí)由觸發(fā)脈沖去觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通,相應(yīng)的電容器組也就并人線路運(yùn)行。需要強(qiáng)調(diào)的是晶閘管導(dǎo)通的條件必須滿足其所在相的電容器的端電壓為零,以避免涌流造成元件的損壞,半導(dǎo)體器件應(yīng)該是無涌流投切。當(dāng)控制指令撤消時(shí),觸發(fā)脈沖隨即消失,晶閘管零電流自然關(guān)斷。關(guān)斷后的電容器電壓為線路電壓交流峰值,必須由放電電阻盡快放電,以備電容器再次投入! ≡骷梢赃x單項(xiàng)晶閘管反并聯(lián)或是雙向晶閘管,也可選適合容性負(fù)載的固態(tài)接觸器,這樣可以省去過零觸發(fā)的脈沖電路,從而簡(jiǎn)化線路,元件的耐壓及電流要合理選擇,散熱器及冷卻方式也要考慮周全! 3.混合投切方式 實(shí)際上就是靜態(tài)與動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)幕旌希徊糠蛛娙萜鹘M使用接觸器投切,而另一部分電容器組使用電力半導(dǎo)體器件。這種方式在一定程度上可做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),但就其控制技術(shù),目前還見到完善的控制軟件,該方式用于通常的網(wǎng)絡(luò)如工礦、小區(qū)、域網(wǎng)改造,比起單一的投切方式拓寬了應(yīng)用范圍,節(jié)能效果更好。補(bǔ)償裝置選擇非等容電容器組,這種方式補(bǔ)償效果更加細(xì)致,更為理想。還可采用分相補(bǔ)償方式,可以解決由于線路三相不平行造成的損失! 4. 在無功功率補(bǔ)償裝置的應(yīng)用方面,選擇那一種補(bǔ)償方式,還要依電網(wǎng)的狀況而定,首先對(duì)所補(bǔ)償?shù)木路要有所了解,對(duì)于負(fù)荷較大且變化較快的工況,電焊機(jī)、電動(dòng)機(jī)的線路采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,節(jié)能效果明顯。對(duì)于負(fù)荷相對(duì)平穩(wěn)的線路應(yīng)采用靜態(tài)補(bǔ)償方式,也可使用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。一般電焊工作時(shí)間均在幾秒鐘以上,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)也在幾秒鐘以上,而動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)捻憫?yīng)時(shí)間在幾十毫秒,按40毫秒考慮則從40毫秒到5秒鐘之內(nèi)是一個(gè)相對(duì)的穩(wěn)態(tài)過程,動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置能完成這個(gè)過程。 二、無功功率補(bǔ)償控制器 無功功率補(bǔ)償控制器有三種采樣方式,功率因數(shù)型、無功功率型、無功電流型。選擇那一種物理控制方式實(shí)際上就是對(duì)無功功率補(bǔ)償控制器的選擇?刂破魇菬o功補(bǔ)償裝置的指揮系統(tǒng),采樣、運(yùn)算、發(fā)出投切信號(hào),參數(shù)設(shè)定、測(cè)量、元件保護(hù)等功能均由補(bǔ)償控制器完成。十幾年來經(jīng)歷了由分立元件--集成線路--單片機(jī)--DSP芯片一個(gè)快速發(fā)展的過程,其功能也愈加完善。就國(guó)內(nèi)的總體狀況,由于市場(chǎng)的需求量很大,生產(chǎn)廠家也愈來愈多,其性能及內(nèi)在質(zhì)量差異很大,很多產(chǎn)品名不符實(shí),在選用時(shí)需認(rèn)真對(duì)待。在選用時(shí)需要注意的另一個(gè)問題就是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的控制器其名稱均為'XXX無功功率補(bǔ)償控制器',名稱里出現(xiàn)的'無功功率'的含義不是這臺(tái)控制器的采樣物理量。采樣物理量取決于產(chǎn)品的型號(hào),而不是產(chǎn)品的名稱! 1.功率因數(shù)型控制器 功率因數(shù)用cosΦ表示,它表示有功功率在線路中所占的比例。當(dāng)cosΦ=1時(shí),線路中沒有無功損耗。提高功率因數(shù)以減少無功損耗是這類控制器的最終目標(biāo)。這種控制方式也是很傳統(tǒng)的方式,采樣、控制也都較容易實(shí)現(xiàn)! * '延時(shí)'整定,投切的延時(shí)時(shí)間,應(yīng)在10s-120s范圍內(nèi)調(diào)節(jié) '靈敏度'整定,電流靈敏度,不大于0-2A ! * 投入及切除門限整定,其功率因數(shù)應(yīng)能在0.85(滯后)-0.95(超前)范圍內(nèi)整定! * 過壓保護(hù)設(shè)量 * 顯示設(shè)置、循環(huán)投切等功能 這種采樣方式在運(yùn)行中既要保證線路系統(tǒng)穩(wěn)定、無振蕩現(xiàn)象出現(xiàn),又要兼顧補(bǔ)償效果,這是一對(duì)矛盾,只能在現(xiàn)場(chǎng)視具體情況將參數(shù)整定在較好的狀態(tài)下工作。即使調(diào)整的較好,也無法禰補(bǔ)這種方式本身的缺陷,尤其是在線路重負(fù)荷時(shí)。舉例說明:設(shè)定投入門限;cosΦ=0.95(滯后)此時(shí)線路重載荷,即使此時(shí)的無功損耗已很大,再投電容器組也不會(huì)出現(xiàn)過補(bǔ)償,但cosΦ只要不小于0.95,控制器就不會(huì)再有補(bǔ)償指令,也就不會(huì)有電容器組投入,所以這種控制方式建議不做為推薦的方式! 2. 無功功率(無功電流)型控制器 無功功率(無功電流)型的控制器較完善的解決了功率因數(shù)型的缺陷。以70%無功損降下至10~15%相干0.95~0.99之間,達(dá)到國(guó)家要求。“真正做到能減排之功效”一個(gè)設(shè)計(jì)良好的無功型控制器是智能化的,有很強(qiáng)的適應(yīng)能力,能兼顧線路的穩(wěn)定性及檢測(cè)及補(bǔ)償效果。
無功補(bǔ)償裝置電容器如何操作如何控制:首先不是很了解無功補(bǔ)償?shù)墓净径疾皇呛芏眠@個(gè)設(shè)備,那么我們需要了解的是如何做好這些設(shè)備的技術(shù)知識(shí),我們來看看這個(gè)設(shè)備在真多時(shí)候都是需要有一個(gè)號(hào)的解決方法的。 源創(chuàng)電氣公司無功補(bǔ)償裝置電容器的控制投切方式 1,源創(chuàng)電氣公司 交流接觸器控制投
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