復合開關在低壓無功補償中的應用

復合開關在低壓無功補償中的應用
無功補償是電力系統運行的基本要求，為了實現電力系統運行中的無功平衡，必須對各種電力負荷所需的無功進行補償。無功補償的方法有調相機補償、電容器組補償等多種，其中 為有效和易于實施的是在靠近負荷點的地方進行就地無功補償。由于無功補償掛接在電網上是通過自動投入和切除電力電容器來達到補償效果的，因此控制電容器投切的開關元件的性能對整個裝置的質量和穩定性起著非常關鍵的作用。目前國內的無功補償產品的控制器普遍都是交流接觸器或雙向可控硅作為開關元件來控制電容器通斷。都不可避免地存在著功耗大、溫升高，產生被稱作電污染的諧波成分等影響設備的長期安全運行的問題，整個裝置的壽命和可靠性不能有效保障，甚至會影響整個電網的正常運行。本文設計的基于單片機控制的智能化復合開關是較理想的投切開關，詳細介紹了硬件設計、軟件實現及其在低壓無功補償中的應用。 1 傳統的電容器投切開關存在的主要問題
傳統的電容器投切開關主要存在的問題有：
以可控硅和大功率固態繼電器作為無觸點開關雖然具有響應速度快、涌流較小的特點，但存在功耗大的缺點，在大電流工作的電容器投切中，發熱嚴重，需加散熱器，甚至強制致冷。這樣既增加了補償裝置體積，也增加了成本。
主程序流程圖
為了達到理想的工作狀況，可控硅和接觸器的開、斷有時序要求，假設復合開關的投入命令高電平為有效，則切斷命令為低電平有效；開關(可控硅、接觸器)閉合用高電平有效表示，則開關斷開用低電平有效表示，其各信號狀態所示
復合開關工作狀態圖
在中t1為復合開關接收到投入命令時間，t2是復合開關接收到切斷時間。當復合開關接收到投入命令時，可控硅的觸發信號準備就緒，只要電壓過零就立刻觸發可控硅，而接觸器在接到投入命令后，要延時一段時間，此時間在設計時必須保證：只有當可控硅導通后，才能閉合接觸器。當復合開關接收到切斷命令后，接觸器立即斷開，經過一段時間可控硅觸發信號消失，當通過可控硅陽極電流過零時，自然關斷。 3 復合開關的特點
復合開關有如下特點：
過零投入，過零切斷；
開關接通后低功耗，不用外加散熱片；
無需外接串聯電抗器；
輸入信號與開關光電隔離；
可直接與任何無功補償控制器配合使用；
內置控制電源，無需外配電源；
具有開關狀態指示燈，電容器接通時，指示燈亮；
抗干擾能力強，大容量電容器工作可靠。 4 復合開關在無功補償中的應用
低壓電網處于電網的 末端，因此補償低壓無功負荷是電網補償的關鍵。搞好低壓補償，不但可以減輕上一級電網補償的壓力，而且可以提高用戶配電變壓器的利用率，改善用戶功率因數和電壓質量，并有效降低電能損失。低壓補償對用戶及供電部門都有利。
低壓無功補償的目標是實現無功的就地平衡，通常采用的方式有三種：隨機補償、隨器補償、跟蹤補償。復合開關有共補開關和分補開關兩種，共補開關用于投切三相電容器，即角型接法的電容器；分補開關用于投切單相電容器，即分別接三只單相電容器的一端（另一端需接中性線）。其接線圖所示。
(a)分補接線圖