低壓智能電容器的功能與應(yīng)用

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高, 對電力工業(yè)的增長方式提出了新的要求。電力工業(yè)發(fā)展在保持適度增長的同時，須切實(shí)轉(zhuǎn)變電力增長方式，實(shí)現(xiàn)從重視增加數(shù)量和規(guī)模到重視提高質(zhì)量和效率的轉(zhuǎn)變。提高電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，加強(qiáng)電網(wǎng)的優(yōu)化控制成為目前電力系統(tǒng)的重要任務(wù)。2006年國家電網(wǎng)公司文件“國家電網(wǎng)科(2006)324號”《關(guān)于印發(fā)〈國家電網(wǎng)公司新技術(shù)推廣綱本〉的通知》指出“十一五”期間，公司將大力推廣應(yīng)用小型化、少占地、絕緣化、無油化、少維護(hù)、節(jié)能 降耗、信息集成、智能型、節(jié)能型設(shè)備。2007年5月，南方電網(wǎng)公司也召開節(jié)能降耗工作電視電話會議，貫徹落實(shí)全國節(jié)能減排工作電視電話會議精神, 明確南方電網(wǎng)公司節(jié)能降耗的主要任務(wù)。提岀在“十一五”期間，要優(yōu)化、完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提髙電網(wǎng)輸電能力和利用效率，降低輸配電損耗。到2010年, 綜合線損率達(dá)到6.3%。

因此，開發(fā)滿足以上節(jié)能降耗要求的低壓智能電容器具有重要的意義。

一、開發(fā)背景

目前多數(shù)電網(wǎng)的線損中，由于解決無功補(bǔ)償嚴(yán)重不足，配網(wǎng)線損占了相當(dāng)大的比例。按“全面規(guī)劃、合理部局、分級補(bǔ)償、就地平衡”的原則，開發(fā)應(yīng)用新型低壓無功補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)無功就地平衡，以降低線損,是有效提高供電質(zhì)量的手段°

為了建設(shè)節(jié)約型社會，《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》提出了“十一五”期間單位 國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)能耗降低20%左右等一系列資源節(jié)約的約束性指標(biāo)。提出了加強(qiáng)資源節(jié)約和循環(huán)利用技術(shù)的科技攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化，開發(fā)和推廣資源節(jié)約和綜合利用技術(shù),加快資源節(jié)約新技術(shù)、新產(chǎn)品和新材料的推廣應(yīng)用。電力系統(tǒng)無功平衡，特別是配網(wǎng)系統(tǒng)的無功平衡，是降低電力線路損耗、提高供電質(zhì)量的較為直接、有效的技術(shù)手段。

現(xiàn)有的無功補(bǔ)償多是采用一臺無功補(bǔ)償控制器來控制多臺電容器完成投切，這種控制結(jié)構(gòu)雖然簡單，但在使用過程中如若配變測控終端出現(xiàn)故障，那么電容器將無法繼續(xù)使用，影響供電系統(tǒng)的正常供電，同時現(xiàn)有的無功補(bǔ)償箱還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜,電路連接凌亂、體積大、維護(hù)復(fù)雜等問題。

智能低壓電器是電力系統(tǒng)邁向智能化的基礎(chǔ)。近年來，隨著微機(jī)電子技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外智能電器得到了長足的發(fā)展。電器向集成化、模塊化、智能化型式發(fā)展。智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、可靠性、可用性、可維性、節(jié)能、環(huán)保、安全成為智能電器發(fā)展的主流。低壓智能電容器正是在智能電器總體發(fā)展柜架上開發(fā)出來的全新一代低壓無功補(bǔ)償裝置。它由測控單元、晶閘管復(fù)合投切單元、保護(hù)單元及電力電容器等組成，跨越性的替代原來由智能控制器、熔絲、復(fù)合開關(guān)或機(jī)械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導(dǎo)線連接而組成的無功補(bǔ)償成套裝置。改變了傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置落后的控制器技術(shù)和落后的機(jī)械式接觸器或機(jī)電一體化開關(guān)作為投切電容器的投切技術(shù)，改變了傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置體積龐大和笨重的結(jié)構(gòu)模式，從而使新一代低壓無功補(bǔ)償設(shè)備具有補(bǔ)償效果更好、功耗更低、體積更小、節(jié)約成本更多、使用更靈活、維護(hù)更方便、 使用壽命更長、可靠性更高的特點(diǎn)，適應(yīng)了現(xiàn)代電網(wǎng)對無功補(bǔ)償?shù)母咭蟆?/p>

二、低壓智能電容器的結(jié)構(gòu)

低壓智能電容器給電網(wǎng)提供一種體積小、可獨(dú)立進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)闹悄芑娖?，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。它包括智能電容器外殼，在外殼內(nèi)集成有低壓塑殼斷路器、晶閘管復(fù)合開關(guān)、智能測控單元和低壓自愈電容器,并且在外殼上裝設(shè)有進(jìn)線端和出線端。

低壓智能電容器原理圖如圖1，綜合測控單元是智能低壓電容的核心，給智能電容器的晶閘管復(fù)合開關(guān)提供投切依據(jù)、下達(dá)投切命令、監(jiān)測電容器溫度、監(jiān)測電路工作狀況等，并將低壓智能電容器的運(yùn)行工況和采樣數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)總線(RS485) 接口向上一級傳輸設(shè)備上傳，終可到達(dá)用戶的后臺管理系統(tǒng)。

三、低壓智能電容器的功能

與現(xiàn)有傳統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)比較,低壓智能電容器自身就具備對采集信號的處理和執(zhí)行能力，在配變測控終端出現(xiàn)故障時還可繼續(xù)穩(wěn)定準(zhǔn)確工作，實(shí)現(xiàn)低壓無功自動補(bǔ)償功能，個別電容器故障后自動 退出，并不影響其余電容器工作；低壓智能電容器的進(jìn)線端和出線端為插拔式接線端，這樣可以方便線路連接，提高安裝維修速度。測控單元可對各臺電容器的內(nèi)部溫度和各臺電容器的三相電流進(jìn)行測量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各臺電容器的過溫保護(hù)和過流、斷相、三相不平衡、漏電流保護(hù)，并能實(shí)現(xiàn)從控制器、開關(guān)電器到電容器的完整的自診斷功能。電容器的過溫度反映電容器的工作過電壓、過諧波、環(huán)境過溫和本身漏電流等情況，設(shè)置過溫度保護(hù)有效地延長電容器的使用壽命。完整的自診斷功能減少用戶的運(yùn)行巡視工作量和方便對設(shè)備故障的自行查找和處理；且具有零投切功能，即電壓過零電容器投入、電流過零電容器切除，達(dá)到可靠投切100萬次。同時具有體積小，節(jié)能、擴(kuò)展方便等優(yōu)越性，在經(jīng)濟(jì)條件受到制約時還可不安裝配變測控終端獨(dú)立使用，有很好的使用和推廣價值。