低壓智能電容器的功能與應用

隨著國民經(jīng)濟的發(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，須切實轉變電力增長方式，實現(xiàn)從重視增加數(shù)量和規(guī)模到重視提高質量和效率的轉變。提高電網(wǎng)運行質量，加強電網(wǎng)的優(yōu)化控制成為目前電力系統(tǒng)的重要任務。2006年國家電網(wǎng)公司文件“國家電網(wǎng)科(2006)324號”《關于印發(fā)〈國家電網(wǎng)公司新技術推廣綱本〉的通知》指出“十一五”期間，公司將大力推廣應用小型化、少占地、絕緣化、無油化、少維護、節(jié)能 降耗、信息集成、智能型、節(jié)能型設備。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。提岀在“十一五”期間，要優(yōu)化、完善電網(wǎng)結構，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，由于解決無功補償嚴重不足，配網(wǎng)線損占了相當大的比例。按“全面規(guī)劃、合理部局、分級補償、就地平衡”的原則，開發(fā)應用新型低壓無功補償，實現(xiàn)無功就地平衡，以降低線損,是有效提高供電質量的手段°

為了建設節(jié)約型社會，《國民經(jīng)濟和社會發(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。提出了加強資源節(jié)約和循環(huán)利用技術的科技攻關和產(chǎn)業(yè)化，開發(fā)和推廣資源節(jié)約和綜合利用技術,加快資源節(jié)約新技術、新產(chǎn)品和新材料的推廣應用。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、提高供電質量的較為直接、有效的技術手段。

現(xiàn)有的無功補償多是采用一臺無功補償控制器來控制多臺電容器完成投切，這種控制結構雖然簡單，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)有的無功補償箱還存在結構復雜,電路連接凌亂、體積大、維護復雜等問題。

智能低壓電器是電力系統(tǒng)邁向智能化的基礎。近年來，隨著微機電子技術、數(shù)字控制技術、通信與網(wǎng)絡技術的高速發(fā)展和廣泛應用，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償裝置。它由測控單元、晶閘管復合投切單元、保護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、復合開關或機械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導線連接而組成的無功補償成套裝置。改變了傳統(tǒng)無功補償裝置落后的控制器技術和落后的機械式接觸器或機電一體化開關作為投切電容器的投切技術，改變了傳統(tǒng)無功補償裝置體積龐大和笨重的結構模式，從而使新一代低壓無功補償設備具有補償效果更好、功耗更低、體積更小、節(jié)約成本更多、使用更靈活、維護更方便、 使用壽命更長、可靠性更高的特點，適應了現(xiàn)代電網(wǎng)對無功補償?shù)母咭蟆?/p>

二、低壓智能電容器的結構

低壓智能電容器給電網(wǎng)提供一種體積小、可獨立進行無功補償?shù)闹悄芑娖鳎梢钥朔F(xiàn)有技術的不足。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、晶閘管復合開關、智能測控單元和低壓自愈電容器,并且在外殼上裝設有進線端和出線端。

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合開關提供投切依據(jù)、下達投切命令、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行工況和采樣數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡總線(RS485) 接口向上一級傳輸設備上傳，終可到達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)無功補償技術比較,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)定準確工作，實現(xiàn)低壓無功自動補償功能，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行測量，進而實現(xiàn)各臺電容器的過溫保護和過流、斷相、三相不平衡、漏電流保護，并能實現(xiàn)從控制器、開關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，設置過溫度保護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行巡視工作量和方便對設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，達到可靠投切100萬次。同時具有體積小，節(jié)能、擴展方便等優(yōu)越性，在經(jīng)濟條件受到制約時還可不安裝配變測控終端獨立使用，有很好的使用和推廣價值。