《電子技術(shù)應(yīng)用》
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無功功率動態(tài)跟蹤補償裝置
摘要: 交流電網(wǎng)的負(fù)荷,一般多呈感性,它需要電網(wǎng)提供無功功率,而發(fā)電機輸送給電網(wǎng)的無功功率是有限的,無法滿足用電設(shè)備對無功功率的需求,為此必須另外給電網(wǎng)補充無功功率,以達到無功功率的動態(tài)平衡,從而提高負(fù)載功率因數(shù),達到節(jié)電的目的。
Abstract:
Key words :

交流電網(wǎng)的負(fù)荷,一般多呈感性,它需要電網(wǎng)提供無功功率,而發(fā)電機輸送給電網(wǎng)的無功功率是有限的,無法滿足用電設(shè)備對無功功率的需求,為此必須另外給電網(wǎng)補充無功功率,以達到無功功率的動態(tài)平衡,從而提高負(fù)載功率因數(shù),達到節(jié)電的目的。

DQZ-04型無功功率動態(tài)跟蹤補償裝置就是為保持局部負(fù)荷區(qū)無功功率平衡而設(shè)計的自動化電氣設(shè)備。它采用光電耦合技術(shù)和雙向晶閘管作為無觸點動力負(fù)荷開關(guān),接通與切斷電容器。由于輸入電路和輸出電路完全隔離,沒有電的耦合,具有抗干擾能力強,可靠性高,開關(guān)速度快,運作無噪聲,無火花,體積小,壽命長,防爆抗振等突出特點,使本裝置性能優(yōu)越,功能完善,質(zhì)量優(yōu)異,運行可靠。

控制電路以微電腦為核心,采用容錯技術(shù)和軟硬件保護手段,應(yīng)用零壓投切,智能放電,準(zhǔn)確相移,數(shù)字濾波,去耦隔離及平穩(wěn)驅(qū)動等先進技術(shù)和方法,完全克服了固態(tài)繼電器的弊病,徹底解決了常規(guī)用電阻(或電感)放電方法的不足和缺陷。

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圖1補償裝置一次電路示意圖

1工作原理

補償系統(tǒng)的一次電路如圖1所示。

本裝置由兩部分構(gòu)成:一是無功功率動態(tài)跟蹤補償控制儀(簡稱控制頭),另一個是補償電容柜,它包括8個支路,每個支路由兩個多功能的智能單元和一個三相電力電容器組成。

本裝置采用由雙向晶閘管構(gòu)成規(guī)范的陣列,實現(xiàn)過零觸發(fā),在電容器進行頻繁投切情況下,都是穩(wěn)態(tài)過程,所以十分平穩(wěn)可靠,效果很好。

控制頭對電源運行參數(shù)進行自動檢測,根據(jù)系統(tǒng)對功率因數(shù)的要求自動投入或切除電容器,調(diào)整無功功率以確保負(fù)荷的功率因數(shù)始終保持在滯后狀態(tài)下的0.95~1之間。

控制頭能夠準(zhǔn)確地、有效地、適時地調(diào)度每個支路中的兩個智能單元,互相配合,協(xié)調(diào)操作,使電網(wǎng)運行十分平穩(wěn),補償非常及時可靠。這樣就能夠有效地降低變壓器和輸電線路的損耗,提高變壓器的出力。同時由于諧波的降低也減少了對電網(wǎng)的污染。

電容補償柜中的電容器在斷電后,一定要及時放電,使其電壓降到額定值的10%以下,方可再次投入電網(wǎng)。采用常規(guī)的用電阻或電感放電的方法,僅能滿足要求很低的用電場合,對于技術(shù)性能要求稍高和電容器頻繁投切的場所就不適應(yīng)了,甚至?xí)绊懴到y(tǒng)的正常運行。

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圖2無功功率動態(tài)跟蹤電容補償裝置框圖

本裝置是以雙向晶閘管構(gòu)成陣列的特殊結(jié)構(gòu),在深入地研究了電容器在電網(wǎng)上的穩(wěn)態(tài)工作過程,瞬態(tài)變化規(guī)律,多個電容器間相互耦合的特點之后,專門設(shè)計了智能型、多功能的放電單元,實現(xiàn)了電腦控制下的符合要求的放電機制,完全克服了常規(guī)放電的缺點,使電容器在各種投切場合、各種投切時間,放電過程都是穩(wěn)態(tài)的,沒有切斷沖擊,對放電時間和殘余電壓的水平,進行精確控制,因此放電效果很好。

2主要技術(shù)指標(biāo)

(1)額定工作電壓:380VAC,50Hz;

(2)控制頭工作電壓:220VAC,50Hz,(耗電小于11W);

(3)額定容量和額定電流:

●2路-2×16kVA,46A;

●3路-3×16kVA,69A;

●4路-4×16kVA,92A;

●6路-6×16kVA,138A。

(4)靈敏度:當(dāng)負(fù)荷在5%~100%之間變化時,cosφ值始終保持在滯后狀態(tài)下的0.95~1之間;

(5)自動延時功能:每組電容器投切時間間隔自動延時,延時范圍為0.5s~55s,連續(xù)可調(diào);

(6)投切方式:先投先切循環(huán)方式,確保電容器平均利用率基本相等;

(7)顯示方式:cosφ值數(shù)字顯示,精度±2%,各路電容投切、放電均有指示燈顯示,設(shè)有滯后、超前、過壓、自動方式顯示;

(8)過壓保護:當(dāng)電網(wǎng)電壓超過15%~20%并持續(xù)60s,本裝置判為過壓,自動切斷各路電容;當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常時,裝置自動恢復(fù)其控制能力;

(9)過載和短路保護:當(dāng)負(fù)載短路或超過額定電流時,自動切斷電源;

(10)負(fù)荷驅(qū)動能力:輸出端負(fù)荷穩(wěn)定電流50A,涌流500A以上;

(11)智能放電:放電時間和殘余電壓都可精確控制;

(12)取樣信號相位自動識別:用戶只要把電流互感器接到控制頭即可;

(13)工作方式:自動方式和手動方式,手動方式又分為單步加、連加、單步減和連減;

(14)工作制式:連續(xù)運行;

(15)相序檢測:裝置附有三相電源相序檢測器,操作方便;

(16)冷卻方式:自然冷卻;

(17)環(huán)境溫度:-25℃~+40℃;

(18)相對濕度:小于90%;

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