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智能式低压电力电容器

2018/7/4 11:15:30

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详细介绍
智能式低压电力电容器, 一、概述:
    常规型智能电容器是应用于0.4kV低压电网的新一代无功补偿装置。它由CPU测控单元、无涌流投切开关、保护装置、两台(△型)或一台(Y型)低压自愈式电力电容器组
    成一个独立完整的智能补偿单元,替代由智能无功控制器、熔丝(或微断)、无涌流投切开关(或接触器)、热继电器、指示灯、低压电力电容器多种分散器件组装而成的自动无功补偿装置。智能电容器组成的低压无功补偿装置具有补偿方式灵活(共补和分补可任意组合)、补偿效果好、装置体积小、功耗低、价格廉、安装维护方便、使用寿命长、保护功能强、可靠性高等特点,并真正做到过零投切,满足用户对无功补偿要切实达到提高功率因数、改善电压质量、节能降损的实际需求。
    二、应用范围:
    产品广泛应用于低压感性负载的电力系统。如城市电网、农村电网、民用建筑、厂矿企业、石油化工、电气化铁路及轨道交通等领域的低压配电网络无功补偿,提高功率因数,降低线路耗损,稳定电网电压,保证供电质量,节能降耗增效效果显著。
    "智能化、一体化、模块化"的智能式低压电力电容器完全符合各电力公司《关于印发新建住宅电力工程建设费配套管理办法的通知》及《关于印发(配电台区标准化建设规范)(试行)》等通知中对无功补偿"智能型免维护""过零投切,无合闸涌流""干式电容器""无谐波"的技术要求。
    三、产品特点:
    1、过零控制,采用电子式继电器,实现电压过零投入,电流过零切除,无投切涌流,对设备无电压冲击和电流冲击,显著提高了设备、电容器的使用寿命。
    2、三相共补、过压、欠压、过流、欠流等保护、温度保护、智能网络、绿色环保、高可靠性、积木结构、接线简单、扩容方便、人机接口方便、就地补偿等众多特点充分保证了产品符合用户需求,并且质量过硬。
          投切开关的发展
    复合开关等低压电容器投切开关由简单粗犷到理性精细经历了3个发展阶段:
    (一)交流接触器:最先应用于低压电容器投切的开关是交流接触器,这是一种传统的电容器投切方式,由于三相交流电的相位互成120°,对交流接触器投切控制,理论上不存在最佳操作相位点(即投切瞬时不可选择性),使得它投入或切除电网时,要产生一个暂态的过渡过程,又因电容器是电压不能瞬变的器件,并联电容器由交流接触器投切电网时,由于其相位点是随机的,所以会产生幅值很大、频率很高的浪涌电流(涌流最大时可能超过100倍电容器额定电流)。
    (二)晶闸管开关:随着电力电子器件应用的发展和普及,后来人们研发出由可控硅为核心的晶闸管开关(固态继电器)。其原理为通过电压、电流过零检测控制,保证在电压零区附近投入电容器组,从而避免了合闸涌流的产生,而切断又在电流过零时完成,避免了暂态过电压的出现,因此适用于电容器的频繁投切,非常适用于频繁变化的负荷情况,相对于交流接触器有了质的飞跃。然而固态继电器在应用上有致命的弱点:就是在通电运行时可控硅导通电压降约为1V左右,损耗很大(以额定容100Kvar的补偿装置为例,每相额定电流约为145A,则可控硅额定导通损耗为145×1×3=435W),不适用于常规低压电容器投切的无功补偿装置中。
    (三)复合开关:当仔细分析研究了交流接触器和可控硅开关的各自优缺点之后发现,如果把二者巧妙地结合来,优势互补,发挥接触器运行功耗小和可控硅开关过零投切的优点,便是一个较为理想的投切元件,这就是开发复合开关的基本思路,这种投切开关同时具备了交流接触器和电力电子投切开关二者的优点,不但抑制了涌流、避免了拉弧而且功耗较低,不再需要配备笨重的散热器和冷却风扇。要把二者结合起来的关键是相互之间的时序配合必须默契,但实际上并非如此,它存在下面一些缺陷:
    (1)小形三端(TOP)封装可控硅由于结构性的原因,目前这类型式的可控硅其短时通流容量不能做得很低(低于60A),反向耐压一般也只能达到1600V左右,这就限制了它的应用范围。由仿真和计算证明在38OV 的系统电压下,电容器理想开断时的稳态过电压就可能达到1600V ,当系统电压高于380V(这是常有的情况)或非理想开断时的暂态过电压就可能远大于可控硅的反向耐压位1600V,众所周知可控硅是一种对热和电冲击很敏感的半导体元件,一旦出现冲击电流或电压超过其容许值时,就会立即使其永久性的损坏。实际运行情况已经表明了复合开关的故障率相当高。
    (2)由于采用了可控硅等电子元器件其结构复杂成本上升,与交流接触器在价格上难以相比。
    (3)复合开关的过零是由电压过零型光耦检测控制的,从微观上看它并不是真正意义上的过零投切,而是在触发电压低于16V~40V时(相当于2~5电度)导通,因而仍有一点涌流。 
    (4)复合开关技术既使用可控硅又使用继电器,于是结构就变得相当复杂,并且由于可控硅对dv/dt的敏感性也比较容易损坏。
    由上述分析比较可见,各种电容器投切开关并非十分完美,不同场合需要选取不同的电容器过零投切开关。
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