無功補償在農(nóng)網(wǎng)改造中的應用
在農(nóng)網(wǎng)的低壓系統(tǒng)中,電容器的無功補償,因其是保持農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的無功平衡,提高電壓質(zhì)量,降低網(wǎng)絡(luò)損耗的有效措施,已被越來越多的用戶所接受和采用。
1.三相平衡補償
三相平衡補償,是依據(jù)低壓供電系統(tǒng)的負荷為三相基本平衡的原理,補償電容器采用三角形接法,以交流接觸器或晶閘管作電容器的投切執(zhí)行元件,由功率因數(shù)控制單元控制投切的無功靜態(tài)補償裝置。
1.1接觸器投切方式
該方式采用電容器專用接觸器作投切單元,以投切電容器進行補償。
該方式由控制器根據(jù)電網(wǎng)的功率因數(shù)(也可以根據(jù)電網(wǎng)無功功率)來控制投入或切除電容器,以達到合理的功率因數(shù)。該種方式制作簡單,價格較低,應用較廣泛。但由于接觸器在投入時沖擊電流大,切除電容器時會產(chǎn)生過電壓,自身觸頭易損甚至熔焊,噪聲大,投切時間相對較長,這些將影響整套補償裝置的運行。該方式對于投切不頻繁的地方,只要選用質(zhì)量較好的接觸器,還是可以滿足補償要求的。
1.2晶閘管投切方式
該方式采用雙向可控硅作投切單元,以投切電容器進行補償。
該方式克服了用接觸器投切電容器所存在的問題,通過晶閘管過零投切,避免了電容器投入時的“浪涌電流”的產(chǎn)生,無機械動作,補償快速,特別適用于投切頻繁的場所。由于無“流涌電流”產(chǎn)生,因此可以大大延長補償裝置的主要器件——電容器的使用壽命??煽啃愿摺5窃摲绞降耐肚衅骷?span lang="EN-US">——晶閘管的價格較高,因此用該元器件組成的補償裝置的價格要高于方式①的50%~70%左右,同時,由于晶閘管在投入及運行時有一定的壓降,平均為1V左右,需消耗一定的有功功率,并且發(fā)熱量較大,需對其實施相應的散熱措施,以避免損壞晶閘管。
1.3接觸器與晶閘管結(jié)合的投切方式
該方式集上述2種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,采用由晶閘管投切、接觸器運行的投切方式。
該方式在控制器發(fā)出投入電容器信號時,晶閘管即在電壓過零時投入相應電容器,控制器緊接著發(fā)信號給接觸器,接觸器合閘,由于接觸器與晶閘管并聯(lián),而接觸器合閘后的接觸電阻遠小于晶閘管導通時的電阻,接觸器將晶閘管短路,使晶閘管退出運行,而由接觸器接替運行。當需投切電容器時,控制器先發(fā)信號給接觸器,使接觸器斷開。此時晶閘管仍在線路中運行。緊接著控制器發(fā)信號給晶閘管,晶閘管在電壓過零時斷開,電容器切除。由于采用晶閘管“過零”投切,因此在電容器投切過程中,不會產(chǎn)生“浪涌電流”,有效地提高了電容器的使用壽命;在電容器運行時,用接觸器代替晶閘管作為運行開關(guān),避免了晶閘管在運行時的有功損耗和發(fā)熱,提高晶閘管的使用壽命。晶閘管投切、接觸器運行的低壓無功補償方式現(xiàn)已得到較廣泛的應用。通過近2年的運行,證明其補償效果良好,維護工作量小,**可靠,是近年來農(nóng)網(wǎng)改造中普遍應用的方式。
2.三相分相補償
農(nóng)網(wǎng)一個顯著特點,就是其三相負荷的不對稱性。如果采用三相平衡補償方式對農(nóng)網(wǎng)進行補償,將造成:①由于三相平衡補償是采集任選一相的無功信號并以此作為無功補償投切容量的依據(jù),如果三相負荷基本平衡時,其補償效果較為理想,但如果三相負荷不一樣時,其明顯缺陷是對采樣相的補償量尚可,而對其余兩相則可能會出現(xiàn)過補或欠補。欠補償時,受電端電壓低于送電端電壓;過補償時,受電端電壓高于送電端電壓。運行電壓的升高,對電容器及整個系統(tǒng)的**運行會產(chǎn)生不利的影響。另外,三相不對稱負載用三相對稱三角形接法的電容器進行補償,將使變壓器的容量得不到充分的利用。同時,三相不對稱負荷,將使線路的損耗增加;②由于三相平衡補償方式對不對稱負荷補償會產(chǎn)生上述問題,因此,必須采用對每相負荷分別進行補償?shù)姆绞?,對三相不平衡負荷進行補償即三相分相補償。
該方式由具有能三相獨立檢測功率因數(shù)的控制器分別對A、B、C相的功率因數(shù)(也可以根據(jù)電網(wǎng)無功功率)進行取樣,并根據(jù)取樣的結(jié)果來分別控制A、B、C相投入或切除電容器,以使三相的功率因數(shù)基本達到一致——一個設(shè)定的合理的功率因數(shù)。該方式電容器的投切單元采用晶閘管;通過晶閘管過零投切,避免電容器投入的“浪涌電流”的產(chǎn)生,并且無機械動作,補償快速,能適應投切頻繁的場所及延長補償裝置的主要器件——電容器的使用壽命,具有較高的可靠性。電容器采用“星形接法中性點引出”式電容器,該電容器有四個接線端子,其中一個為中性點端子,內(nèi)部接成星形連接,這樣可以在單元電容器上,實現(xiàn)三相補償容量的分別投入或切除,方便客戶安裝、使用和維護。該方式能將三相不對稱負荷的功率因數(shù)(或無功功率)補償?shù)交疽恢?,在提高供電網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)同時,避免因某一相過補或欠補造成的三相電壓高低,使供電電壓質(zhì)量得到保證。雖然該方式制造成本相對較高,但已引起供電部門的注意,并在實際使用中取得了良好的效果,相信該方式具有越來越廣泛的使用前景。