無功補償控制器、復合開關、動態調節器、電抗器、智能電容器揚州華錦電氣科技有限公司

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無功補償SVC用TSC晶閘管技術說明

發布者：發布時間：2020-10-31 閱讀：123次

TSC無觸點可控硅開關優勢互補，發揮接觸器運行功耗小和可控硅開關過零投切的優點，便是一個較為理想的投切元件，這就是開發復合開關的基本思路，這種投切開關同時具備了交流接觸器和電力電子投切開關二者的優點，不但抑制了涌流，避免了拉弧而且功耗較低，不再需要配備笨重的散熱器和冷卻風扇。要把二者結合起來的關鍵是相互之間的時序配合必須默契，可控硅開關負責控制電容器的投入和切除。如果把二者巧妙地結合來復合開關：當仔細分析研究了交流接觸器和可控硅開關的各自優缺點之后發現交流接觸器負責保持電容器投入后的接通從原理上看是理想的投切元件，但實際上并非如此，它存在下面一些缺陷。
反向耐壓一般也只能達到1600V 左右，這就限制了它的應用范圍。由仿真和計算證明在38OV 的系統電壓下，電容器理想開斷時的穩態過電壓就可能達到1600V ，當系統電壓高于380V （這是常有的情況）或非理想開斷時的暫態過電壓就可能遠大于可控硅的反向耐壓位1600V，眾所周知可控硅是一種對熱和電沖擊很敏感的半導體元件。小形三端（TOP）封裝可控硅由于結構性的原因一旦出現沖擊電流或電壓超過其容許值時。這類型式的可控硅其短時通流容量不能做得很低（低于60A ）就會立即使其性的損壞。實際運行情況已經表明了復合開關的故障率相當高。
HKCS1A本系列采用大功率反并聯晶閘管模塊、隔離電路、觸發電路、保護電路及散熱裝置等元件組成，可用于690V以下容性或感性負載的通斷控制，通斷時無涌流、無過電壓，工作時無噪音，允許頻繁投切，安裝、接線簡單方便，特別適用于快速投切的SVC型動態低壓動態無功補償裝置。其中HJTSC系列無功動補調節器的三相控制技術解決了三相不平衡沖擊負荷補償的技術難題，為補償裝置中優選擇。
揚州華錦電氣科技有限公司是一家專業從事無功功率補償裝置研發、生產、銷售于一體的高科技公司。本著“科技發展、以人為本、質量用戶至上”的宗旨，不斷開拓創新，公司現已形成普通無功功率自動補償控制器，快速補償控制器，高壓無功補償控制器、動態混合無功補償控制器，抗諧波無功補償控制器。動態無功補償用復合開關，動補調節器，快速無觸點開關，濾波電抗器、普通無功補償成套裝置，濾波補償成套裝置等幾大系列，高、低壓電力電容，上百個規格的產品，基本上滿足了用戶在不同容量、不同環境下的無功補償需求，并且擁有多項技術。產品通過多家檢測機構測試。
抗諧波智能電力電容器是針對用電網絡諧波含量高。常規智能電容器不能正常運行的情況下而設計的,主要應用在電流諧波含有率低于40%的場所(如變頻器等設備)，既能滿足無功補償，改善功率因數，又能高次諧波對系統的影響，提高用電質量。
產品概述目前，電力電子設備的應用日趨普遍，電力電子裝置在生產過程中是必不可少的。如個人電腦，空調設備、照明機器、電梯、直流電動機、變頻器、中頻感應爐、機器等。
這些非線性用電設備所產生的諧波，它可以導致電能浪費、降低系統容量、加速設備老化、降低生產率、配電系統本身或連接在該系統上的其他設備發生故障。在諧波嚴重的場合，快速型無功動補調節器 JLKCS1A智能式低壓抗諧波電容器已經成為針對諧波治理的解決方案，揚州華錦電氣科技有限公司專業的技術團隊，將為您的電能質量與電網的穩定運行提供專業的解決方案。
在電能質量越來越重要的今天，揚州華錦電氣科技有限公司的技術團隊開發的快速型無功動補調節器 JLKCS1A 系列智能式低壓抗諧波電容器為您的電網運行保駕護航�？焖傩蜔o功動補調節器 JLKCS1A 系列智能式低壓抗諧波電容器采用微電子軟硬件技術、微型傳感器技術、微型網絡技術和電器制造技術等新技術成果，將其智能化，實現低壓無功補償功能和使其能夠可靠工作、使其方便的過零投切、保護、測量、信號、聯機等系列功能，是低壓無功自動補償濾波技術的重大突破，主要應用于諧波十分嚴重場合的無功補償，能夠可靠運行，不會產生諧振，對諧波無放大作用，并在一定程度上在吸收諧波的功能。其中串接7%電抗器的產品使用于主要諧波為5次的電氣環境，串接14%電抗器的產品使用于主要諧波為3次的電氣環境。
產品主要適用于化工、建材、造紙、紡織、煤炭、電力、電信、鋁業、船運港口、煙草、釀酒、汽車制造、精密電子、精密機械等工業領域。同時，還可應用于通信行業電源系統、交易供電系統、機場港口備用電源系統、大型系統、各類UPS發電機組、會展場館、商業寫字樓等商業用電系統。
主要特點采用高品質工業型低壓電力電容器，無油化設計，安全性高。采用無涌流投切開關，技術，性能穩定可靠;
采用閉環電路，磁路不飽和，無能源消耗，無電磁輻射。采用特殊的技術與工藝，能有效的抑制高次諧波和涌流，抑制3～9次諧波效果明顯。模塊化結構，組合靈活，擴容方便，安裝簡單，便于維護。智能網絡，R S485通訊接口，可以接入后臺計算機，進行配電綜合管理。采用分散控制模式，20萬次無故障投切，高可靠性，20萬發無故障投切;
人性化的人機界面，操作簡單，維護方便，利于現場故障查找。內加SH防爆器及溫控裝置，提高嚴重諧波場所下的運行可靠性。節能效果顯著，有效提高功率因數，降低電能功耗，改善電能質量。
主要濾波功能電容器投切狀態、過欠補狀態、過欠壓狀態信號：保護動作類型、自診斷故障類型信號。有效的抑制高次諧波和涌流，對高次諧波形成低阻抗通路。對諧波具有吸收泄放作用，能高次諧波對電容器的影響，保護電路及電容器過載，防止電容器過熱，絕緣介質的老化，自愈性能下降，使用壽命降低。
無涌流投切功能與專用電容投切開關配合，無投切涌流，保護功能，回路電流速切、過流保護：電容器過壓、欠壓保護；電容器過溫、斷相、三相不平衡保護，當電容器溫度超過65度，電容器整機退出運行保護，提高使用壽命，確保系統安全運行。信號功能，電容器投切狀態、過欠補狀態、過欠壓狀態信號：保護動作類型、自診斷故障類型信號。
電容無功補償裝置輸出容量的計算對很多剛接觸這行業的同志來說有點混亂。本人把自己的一點心得寫下來，希望對大家有點幫助。
為方便分析，設定裝置運行在理想的額定電壓下，不考慮系統電壓波動或諧波等干擾裝置的無功輸出量。Qc：電容器的無功輸出量。Qcn：裝置的電容器額定容量。Ql:串聯電抗器的無功輸出量。Un:裝置的額定電壓。Ucn：電容器的額定電壓。Uc：電容器的運行電壓電抗器與是容器的阻抗比率。
那到底無功功率是什么？
先看看標準上給出的定義：無功功率Q=S*sinθ,其中S為視在功率，θ是電流與電壓的相位差；或者Q=√S∧2-P∧2 (真的不知如何打公式，不過相信大家看得明白），P為有功功率。如果三角函數還沒全忘記的朋友應明P、Q的關系就是三角函數中兩條直角邊與斜邊的關系了，放坐標系中P在x軸，Q在y軸，S就他倆合成的斜邊，θ就是S與P的夾角。要想明白無功補償的原理，腦里一定要想象出這個坐標系，也就是當三個元素分別變化時圖形是如何變化的。
那到底無功功率的物理意義是什么？
上面所談的只是無功功率的數學定義。要說清楚他的物理意義，先要從什么是做功開始。從能量守恒原理可知，電路中所做的功實際是指負荷把電能轉化為其他的能量。如把電能轉化為熱能、光能、機械能、化學能等，產生這些作用的元件我們稱為電阻元件。電能通過這類元件，能量就傳到電路系統外面了，慣上稱為元件吸收能量，而元件吸收能量的快慢就用功率這個概念，這種電阻元件所產生的功率就是我們所說的有功功率（電能讓他們轉走了，確實有做功）。但另外有一些元件，如電抗器，電容器，他們在電路中也轉換電能，但只在一個頻率周期的一半時間轉走電能，而另外一半時間又把電能轉回來。電抗器在一個頻率周期中兩次把電能轉化為磁能，而在同一周期內又兩次把磁能轉回電能。電容器也類似，一個頻率周期中兩次把電能轉化為靜電能（電能的儲存），而在同一周期內又兩次把靜電能轉回電能（電能的釋放）。
這類元件不斷地從電路中吸收能量，但又把能量放回來，因此在一個頻率周期上看，電路系統中的能量沒有被轉走，沒有做功，如果作數學推導，確實可以得到P=0（具體推導請參考教材）。但是這種能量的交換雖然對于元件本身沒有做功，但他對電路的其他元件是有影響的，特別是當這個交換的速度變得很大時，作用更明顯，為了考察這種現象，科學家強行給出了無功功率這個名稱，他就是指上述元件的能量交換速率（有功功率是能量轉換）。在數學意議上實際是把功率的負半周期強加上了號。后還要說說的是視在功其實視在功率也不是真正的意義上的功率，與無功功率一樣，是科學家為考察電路現象而定義的一個概念，即元件端電壓的方均根值與流過電流的方均根值的乘積（實際就是電流表上的電流讀數與電壓表上電壓讀數的乘積）。
關于無功概念的淺析。
年前寫的東東由于部分同志對無功的概念較為混亂，現試對其作出淺析，希望對大家有幫助。
大家應建立一個概念，無功并不會被消耗，只會被補償、平衡。
首先，大家應了解為什么要定義無功。無功是無功類設備（電感、電抗）與電網進行能量交換的速率。應強調的是交換的速率，而不是交換過程中的損耗，即在交換過程中由于漏磁、介質損耗等能量的損失并不屬于無功，這些是因無功過程中引起的有功損耗。
再明白點說明無功的定義及與有功的分別。電網中存在電能，當電流通過負荷時，會產生機械運動、光、熱能等其它能量的表現。這實際上電能轉換成機械能、光成與熱能等。這種轉換速率我們稱為有功，轉換的結果就是電能的消耗，其主要特征是當電能通過負荷轉換成其它型式的能量后，并不能立刻變回電能（一個周期內）。而有些特殊的設備（如電抗器、電容器），當電流流過它們時，在半個周期內，電能會轉變成磁能或場能等形式，但在后半個周期內，這些能量會轉變回電能并反送回電網，因此從整個周期來看，設備沒有從電網中吸收任何電能，只是不斷的作能量交換（是交換而不是轉變）；為計算交換的速率，因此定義無功這個概念，這類設備就是無功負荷。雖要說明的是，實際上是沒有純無功負荷的，實際的無功設備在能量交換時一定有能量的損耗（如漏磁、介質損耗等），這部分丟失的損耗不能算入無功，這是因無功作用而產生的有功損耗。同理有些人把設備產生的不是需要的熱能等能量損失稱為無功是不對的，這是無用功，而不是無功，因其不能轉回電能。
有些人可能會問，無功既然只是無能量交換，沒有能量消耗（確切的說是轉變為其它形式的能量），那為什么我們還要那么重視無功呢？下面用一個例子說明：電廠發電，煤送入工廠，會被消耗（相當于有功），工人每天上下班，在工廠進出，人數并不減�。ㄏ喈斢跓o功）。工人雖然不會損耗，但工人上下班必然占用道路，影響煤的輸送（為了說明問題，只好認為他們是用同一道路的），這就相當于無功影響了設備的輸電效率。同時，工人在上下班的過程中必然對路面產生損壞，路程越長則維護費用越大（這相當于無功引起的線路損耗，屬有功）；為減小這個損耗，廠區內好就建有工人住房（這相當于無功就地補償、平衡）。
無功是能量交換的速率，本身并不產生損耗。我們常說的無用功損耗能等，實際上很多是屬于有功，因為它是把電能轉為熱能或機械能等。但無功負荷在能量交換過程中必然帶來有功損耗，而且負荷與電源的距離越遠則損耗越大，并且會占用大量的線路輸送能力；為了減小這方面的損失，我們就要在無功負荷設備的旁邊加裝反性質的無功負荷，使其互相進行能量交換，減小對電源的依賴，達到提高線路輸送能力及減小線損的目的。
以上是本人的一些對無功的觀點，歡迎大家指正。居然在某找到了自己10年前寫的東東（當年的資料全沒有了），現在看來還是覺得有點意思，就貼過來讓大家參考一下。好象寫得更明白些，但當時沒有強調無功是功率這個概念，確實不應該。
關于諧振破壞力的說明：其并聯諧振因破壞力大，高壓補償時一定要驗算避開。有廠家把低壓補償的分組自動投切直接用在高壓系統中是危險的。低壓補償現在都是多路自動投切，系統的參數變化也大，一般沒法做可靠的驗算。幸好并聯諧振的現象就算時有發生。但由于低壓系統短路容量少，也就是系統中本身存在的電阻，能有效減少諧振的影響，因此就算發生諧振，電流電壓的變化幅度也是有限的，多表現為跳一兩個開關、或燒斷幾跟熔絲或損壞一兩個電容器而破壞諧振點就停止了。
其電容器支路本身的串聯諧振。表現為引入了系統的該次諧波，電容器會有過流現象。但不會出現部分同志所認為的電流無限大的現象。這是因為上面提到系統和支路的電阻作用，另外關鍵的是諧波源能提供的電流是限的，這也是為何濾波裝置就要做成串聯諧振的原因。因此，對于11等系統容易出現的諧波，我們要避免支路與其發生諧振，因為你不能確定引入的諧波電流是多少，這可能會令電容器因過載而損壞。但對于其他象偶次、13次以上的諧波，由于出現的機會很少，而且時間短和幅值不太，就算發生了串聯諧振，一下就被電路中的電阻吸叫了，沒什么大不了，非特定系統不用考慮（特定系統常見的是電弧爐、電氣火車等）。
工廠柴油發電機組出線端有否必要進行無功集中補償？
這個問題好從電流的角度去理解。發電機發出的電流包含有功電流和無功電流兩部份。以供給負荷的有功和無功需求。從能量轉換的角度看，有功電流分量是由柴油機提供的，無功電流是由勵磁電流調節，理論上不消耗能量。因此有同志得出在發電機出線端進行無功補償是的。但實際問題要實際分析：
進行補償的優點：減少發電機的損耗。JLKCSA補償后輸出電流下降，發電機繞組中電流減少，因此發電機本身的有功損耗減少。這也就是我們要記住的，無功不會產生有功損耗，但無功（電流）的傳送會產生有功損耗。增加發電機的帶負荷能力。很多人認為有功是由柴油機決定的，無功補償不能增加發電機的輸出，確實是這樣。但必須知到，發電機的輸出除受柴油機限制外，還受輸出電流的限制（繞組的耐受電流是有限的）。當無功電流過大，必然影響有功電流的輸出，這個現象在機加工工廠、制衣廠等工廠常遇到。
進行補償的缺點：補償裝置本身是有有功損耗的，這點剛好與上面個優點相抵。補償裝置是有成本的。因此必須考慮安裝成本與產生的效益。因此是否進行補償主要考慮下面的問題：配電柜中已有補償裝置，那在發電時就投入吧。但注意裝置的電流檢測互感器是否在發電時的供電回路上，否則要加轉換裝置。如果原來沒有補償裝置或補償裝置沒法補償發電的供電回路，那就要考慮是否加裝了。原則上發電機組經常使用，并且不滿足全設備生產的（相當一部份工廠都是如此），那就加裝吧。至于很少用到的應急發電機，一般就沒必要加裝了，但發電機容量偏少而設備又不能停產的，那加裝無功補償還是有必要的。
補償或濾波裝置一次元件的額定電流選擇原則。補償或濾波裝置必須以電容器的額定電流為依據選擇其他一次元件的額定電流！這個可是原則性的問題。以上面的10臺450V，30kvar電容器組為例：單臺電容器的額定電流是In=30*1000/(√3*4=38.5A,在理想的低壓系統運行時的工作電流是I=38.5*400/450=34.3A;
大家可能會覺得既然運行電流是34.3A，那其他元件當然是以此為依據，乘上系數來選取。但這是不對的，原則上錯了。
我們為什么要用450V，30kvar的電容器而不用400V，23.7kvar的電容器（在理想低壓系統中兩者是等效的）。因為大家都明白，系統不是理想的，特別是過壓與諧波都會引起電容器的過壓和過流。因此我們為電容器留下了足夠的余度，一般我們會在規格中提高額定電壓，如上面的400變成450V,并相應提高了千乏數（23.7變成；
但提高電壓的同時，我們實際上也提高了電容器的額定電流（34.3A變成了38.5A）。也就是說電容器能在38.5A電流下可靠運行。想想看，真出現這種情況時，如果其他元件不按這個38.5A電流為選擇依據，就會出現電容沒壞，而其他元件壞掉了，這也是我們所不能接受的。
后也許有人會說：電容器滿額定電流的情況是很少出現的，電容器是要留余量，其他的不用。其實說這句話的實際暗示了是電容器質量一般較差，為他多留點余量。但我們在設計上是不能以此為依據的。合格的電容器能在額定電流（以至到1.3倍）下長期運行。這個參數與其他元件是基本一致的。而其他元件流過的電流與電容器是一樣的（也可以說是由電容器所決定），因此必須按電容器的額定電流選擇。
后，考慮實際的工程情況，如電容器一般不會長時間全投入（實際如果負荷擴容后會出現的），很多一次元件的實際過載能力比電容器強等原因，我們可以較靈活地選取可靠系但是與之相乘的電流基數一定是電容器的額定電流。
已知低壓側負荷容量及功率因數，已知變壓器型號，求高壓進線處的功率因數？由已知條件計算出負荷的有功及無功功率；這個現在誰都會算吧！由變壓器型號查出其短路電阻和電抗，實際由于電阻較少，一般由短路壓降算出的阻抗就是電抗；由變壓器的電抗值和負荷電流值計算出變壓器產生的無功功率（有功就勿略吧）；3中計算的無功功率+負荷的無功功率就是總的無功功率；負荷的有功功率就是總的有功功率；有這個參數，就可算出高壓進線處的功率因數了。
　　無功功率補償的基本原理是把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯接在同一電路，當容性負荷釋放能量時，感性負荷吸收能量；而感性負荷釋放能量時，容性負荷卻在吸收能量，能量在兩種負荷之間互相交換。這樣，感性負荷所吸收的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率中得到補償，這就是無功功率補償的基本原理。
力率電費是指電力用戶感性負載無功消耗量過大，造成功率因數低于標準，從而按電費額的百分比追收的電費（詳細了解力率電費調整辦法）。
過零模塊采樣及觸發KCS1A可控硅（晶閘管）。是通過過零模塊對可控硅兩端進行采樣，當可控硅兩端電壓為零時，觸發可控硅，使電容器投入或切除。投入時無涌流，切除時無過電壓。
涌流及過電壓涌流是將電容器投入時瞬間產生的電流．如接觸器投入電容器時采用不過零點，所以當電容器投入時瞬間相當于短路，產生的電流會比電容器額定電流大幾十倍或上百倍．同時會將電容器的極板的許多耐壓薄弱穿，造成電容器無法儲存能量，影響電容器的使用壽命．所以接觸器式電容柜不可以頻繁投切。
電壓是將電容器切除時瞬間產生的電壓．切除時由于電網電壓與電容器的端電壓產生迭加，從而產生過電壓。投切振蕩當投入電容器時出現過補償，切除后又欠補償，造成電容器來回頻繁投切，產生振蕩。過補和欠補欠補是指用電系統中感性無功大于容性無功。過補是指用電系統中容性無功大于感性無功。
RC2000控制器編碼式投切是指控制器投入電容器時采取的一種方式，如1—2—2例：現做一臺100KVAR的電容柜。無編碼：可做10路，每路10KVAR，以10KVAR等級投切。有編碼：可做6路，前兩路每路為10KVAR，后4路每路20KVAR，投切等級也為10KVAR。兩種方法比較起來都以10KVAR等級進行投切，無編碼用了10路，而有編碼的只用了6路就可達到同樣的效果，減少了4回路。降低了產品的成本。

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