襄陽源創(chuàng)電氣有限公司王工告訴我們： 隨著配電系統(tǒng)負(fù)荷的增長和對供電質(zhì)量要求的提高,對無功補(bǔ)償的需求也相應(yīng)增加。目前,我國配電網(wǎng)無功補(bǔ)償通常在配電變壓器低壓側(cè)(0.4 kV側(cè))進(jìn)行,但總投資高,且不能對變、配電的無功進(jìn)行補(bǔ)償。在變電站集中補(bǔ)償模式中,整體無功缺額較大,且由于季節(jié)、晝夜負(fù)荷差別大,高峰時補(bǔ)償嚴(yán)重不足。因此,在高壓配電線路中進(jìn)行無功補(bǔ)償是十分必要的。

 

    1. 裝置總體設(shè)計

 

    DWK型戶外高壓無功自動補(bǔ)償裝置的電氣主接線如圖1所示,包括一臺三相星型接法的高壓并聯(lián)電容器、一臺真空接觸器、兩臺電壓互感器、六只電流互感器、三只避雷器、控制器和低壓控制回路。該裝置集電氣主回路與控制回路于一體,將高、低壓元器件集成于戶外箱體內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊,使安裝維護(hù)方便,且能保護(hù)內(nèi)部元器件不受戶外惡劣環(huán)境的影響,特別適合柱上使用。

 

    DWK裝置采用BAM11-200-3W型電容器,為三相內(nèi)接星形,內(nèi)部裝有放電電阻,能使電容器在線路斷開后的5 min內(nèi)剩余電壓降到50 V以下。我國3～66 kV配電網(wǎng)大多為中性點非有效接地系統(tǒng),所以單星形接線電容器的中性點不接地。

 

    完成補(bǔ)償電容器投切的開關(guān)是補(bǔ)償裝置的關(guān)鍵,直接影響整個裝置工作的可靠性。DWK選用CKG4型真空接觸器,重?fù)舸└怕蕵O低,并設(shè)置操作過電壓保護(hù)。

 

    對于10 kV電容器,其絕緣水平與電網(wǎng)一致,熔斷器應(yīng)裝在電源側(cè),這因為保護(hù)電容器極間擊穿,熔斷器裝在電源側(cè)或中性點側(cè)作用都一樣。但是,當(dāng)發(fā)生套管閃絡(luò)和極對殼擊穿故障時,故障電流只流經(jīng)電源側(cè),中性點側(cè)無故障電流,所以裝在中性點側(cè)的熔斷器對這類故障不起保護(hù)作用。另外,當(dāng)中性點側(cè)已發(fā)生一點接地,這時再發(fā)生電容器套管閃絡(luò)和極對殼擊穿故障,相當(dāng)于兩點接地,裝在中性點的熔斷器被短接而不起保護(hù)作用。電容器的操作過電壓主要是分閘操作時的過電壓,大多出現(xiàn)在單相重?fù)舸r,兩相重?fù)舸┖鸵淮尾僮鲿r發(fā)生多次重?fù)舸┑膸茁示苄　Ｒ虼?僅考慮發(fā)生單相重?fù)舸r的過電壓,采用相對地避雷器接線方式。避雷器選用無間隙金屬氧化物避雷器。

 

    2. 電氣控制回路設(shè)計

 

    DWK型戶外高壓無功自動補(bǔ)償裝置的電氣控制回路原理如圖2所示?？刂苹芈分谐送度牒颓谐娙萜鞯淖詣涌刂乒δ?還有獨立的手動控制功能。另外,還有電壓指示燈以及投入和切除指示燈。

 

    當(dāng)DWK型戶外高壓無功自動補(bǔ)償裝置處于工作狀態(tài)時,空開QF閉合,給控制器提供電源,同時電源指示燈BD點亮。當(dāng)電容器未投入時,真空接觸器KM的常閉觸點閉合,使電容器切除指示燈LD點亮?？刂崎_關(guān)SA為手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)SA(1-2)觸點接通時,裝置處于手動投切狀態(tài):按鈕SB2被按下時,其常開觸點閉合,則SA(1-2)-SB1-SB2-KM回路導(dǎo)通,真空接觸器KM閉合,使電容器投入。同時,KM的常開觸點閉合,使SA(1-2)-SB1-KM-KM回路導(dǎo)通,實現(xiàn)自鎖,并使電容器投入指示燈LD點亮。只要SB2復(fù)位,其常閉觸點斷開,KM線圈斷電,切除電容器。當(dāng)SA(3-4)觸點接通時,裝置處于自動投切狀態(tài)。控制器發(fā)出投入電容器指令時,電容器投入信號繼電器KZQ1的常開觸點閉合,則SA(3-4)-KZQ1-ZJ-KZQ2回路導(dǎo)通,使中間繼電器ZJ的線圈帶電,其輔助常開觸點閉合,自鎖保持。同時,ZJ的主觸點閉合,使SA(3-4)-ZJ-KM回路導(dǎo)通,真空接觸器KM線圈帶電,使其主觸點閉合,從而使電容器投入?？刂破靼l(fā)出切除電容器指令時,電容器切除信號繼電器KZQ2的常閉觸點斷開,則SA(3-4)-KZQ1-ZJ-KZQ2回路斷開,使中間繼電器ZJ線圈失電,其主觸點斷開,使KM線圈斷電,切除電容器。即使此時有投入信號使KZQ1的常開觸點閉合,由于KZQ2的常閉觸點斷開,也不能使電容器投入

 

    3 硬件設(shè)計

 

    控制器必須在系統(tǒng)正常工作時檢測和處理各種數(shù)據(jù),實現(xiàn)對整個裝置的控制和保護(hù),應(yīng)具備以下功能,測量和計算功能:檢測和計算線路和電容器的電流、電壓、有功功率、無功功率等;保護(hù)功能:包括過壓、欠壓、失壓、過流、短路、缺相等保護(hù),以保證設(shè)備的安全運行;控制執(zhí)行功能:通過開關(guān)量輸出驅(qū)動繼電器,從而控制電容器投切;通信功能:通過現(xiàn)場總線或通信網(wǎng)絡(luò),向上位機(jī)或遠(yuǎn)方控制中心發(fā)送現(xiàn)場的各種運行參數(shù)和工作狀態(tài),同時接受上位機(jī)或控制中心下傳的數(shù)據(jù)和命令,對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控;人機(jī)交互功能:由鍵盤和顯示器配合完成,可通過鍵盤把參數(shù)定值、功能設(shè)置等輸入控制器,控制器按設(shè)定信息工作,并將參數(shù)設(shè)置、運行結(jié)果等顯示。根據(jù)上述功能要求,控制器的硬件電路在功能結(jié)構(gòu)上可分成幾個模塊,如圖4所示。

 

    信號調(diào)理和數(shù)據(jù)采集模塊是被測現(xiàn)場參量的入口通道,也是把被測現(xiàn)場參量轉(zhuǎn)化成可與中央控制模塊接口的信息功能部件,本文采用智能電表芯片CS5460A進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。中央控制模塊是智能控制器的核心模塊,負(fù)責(zé)處理和分析現(xiàn)場運行參量,給出操作命令,由AT89C55單片機(jī)及必要的外圍電路元件組成。開關(guān)量輸出模塊接收中央控制模塊輸出的命令,完成對電容器的操作控制。通信模塊是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的關(guān)鍵,用以完成現(xiàn)場裝置與上位機(jī)之間各類信息的交換。人機(jī)交互模塊是完成就地設(shè)置功能參數(shù)和檢測運行狀態(tài)的重要環(huán)節(jié)。

 

    本研究結(jié)合工程實際,成功研制了DWK型戶外高壓無功自動補(bǔ)償裝置。該裝置將一次和二次元件集成于戶外箱體內(nèi),安裝維護(hù)方便。采用電壓無功綜合控制策略,可根據(jù)負(fù)荷變化自動調(diào)整補(bǔ)償容量,有效地提高配電網(wǎng)功率因數(shù),減少線路電能損耗,改善電壓質(zhì)量,提高供電能力,增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定裕度。開發(fā)專用控制器,可靠保證了整個裝置控制與保護(hù)功能的實現(xiàn)。該裝置目前已在部分地區(qū)電網(wǎng)運行使用,取得了較好的效果。

 

    源于科技，創(chuàng)新不止。襄陽源創(chuàng)電氣有限公司電話：13508662630.