智能集成电力电容器在箱式变电站中的应用

来源:用户上传      作者: 江志锋

　　【摘　要】介绍智能集成电力电容器的特点，在箱式变电站无功补偿装置中应用的优势及推广应用。
　　【关键词】箱式变电站；功率因数；智能电容器
　　Intelligent integrated power capacitor in compact substations of application
　　ＪＩＡＮＧ　Zhi－feng
　　(Jiangxi Han,s Power Technology Co Ltd.　Ｊｉａｎｇｘｉ　Nanchang　330096)
　　【Abstract】Introduce intelligent integrated power capacitors characteristics, in compact substations reactive application advantages of application and promotion.
　　【Key words】Compact substations;Power factor;Intelligent capacitor
　　0.引言
　　由于结构紧凑、占地少、外形美观等原因，箱式变电站已成为当今节能、环保、高效的一种新型配电装置。箱式变电站中的无功补偿装置是维护系统稳定、保证电能质量和安全运行必不可少的。然而传统的由智能控制器、熔丝、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等元件组成的成套自动无功补偿装置达不到电力部门要求的0.9以上的标准。存在可靠性低、过补偿、不易维护、投切涌流大、体积大、功耗大、使用寿命短等弊端。随着微电子技术、数字控制技术、通信与网络技术的高速发展和广泛应用，智能电器得到了长足的发展。从而使具有补偿效果更好、功耗更低、体积更小、节能、高效、使用灵活、维护更方便、使用寿命更长及可靠性更高的智能型、集成式电力电容器在箱式变电站（以下简称箱变）中得以推广应用，适应了智能电网对无功补偿的更高要求。
　　1.智能集成电力电容器在箱变中应用的优势
　　1.1高度集成小型化满足箱变结构紧凑的要求
　　由图1、图2可以直观看到智能集成电力电容器与传统无功补偿设备的比较。智能集成电力电容器高度集成、结构紧凑、重量轻，与同容量的传统补偿设备相比占有空间不到减少50%。在箱变中，同样大小的空间，可以布置两倍原传统无功补偿容量，大大提高了箱变的无功补偿容量。对于630kVA以上箱变，采用智能集成电力电容器组柜，只需一个柜就可以满足补偿要求，可以减少一个柜体空间，大大节省箱变空间。
　　图1　原理图
　　图2　实物图
　　1.2可靠节能高效提高了箱变的电能质量
　　由于箱变空间小、较密闭、散热条件差，传统无功补偿设备接触器投切开关产生热量大，电容器运行条件差，易引起热继电器误动作。智能集成电力电容器采用智能过零投切开关电路，实现等电压投入，零电流切除，投切无涌流冲击，无操作过电压、无电弧重燃，大大提高了设备的耐电压，彻底解决了传统模式中接触器、电容器经常损坏的难题。电流冲击小，减少了传统无功补偿设备80%的能耗。电容器内部配有温度传感器，能够反映电容器过电流，过谐波，漏电流过大和环境温度过高等情况下导致电容器内部发热，实现过温度保护，超过设定温度后自动切除电容器，退出运行，到达保护设备的目的，提高设备的使用寿命。取消控制器，采用分散控制模式，杜绝因控制器故障导致整个系统瘫痪，且能实现单相分别补偿，解决三相负荷不平衡状况，达到可靠、节能、高效的补偿效果，提高了箱变的电能质量，保证了系统的稳定、安全运行。
　　1.3模块化设计便于箱变的安装维护
　　由于箱变空间狭小，安装和检修非常困难，不便操作。智能集成电力电容器采用标准化、模块化设计，取代了传统的控制器、空气开关、交流接触器、可控硅、热继电器、电容器，将其合为一个整体，组柜安装的时候采用积木堆积方式。在箱变电容器组柜安装时，生产工时比传统模式减少60%以上，同时减少80%连接线，减少80%的节点。柜内简洁，能实现在现场快速组装。具有简便的人机对话界面，界面会实时显示过压、欠压、过流、过温、三相不平衡等。具备自诊功能，可以在显示屏上反映电子开关、电容器、空气开关、智能模块网络通讯等故障，有利于现场故障查找。产品本身的智能化、使用傻瓜化，只要人机界面故障指示灯亮，拆下电容器，用新的更换即可，如同更换电池一样方便。维护及时，且不需要专业电工，补偿效果大大提高，维护成本也只有传统装置的10%左右。
　　1.4符合智能电网对无功补偿的更高要求
　　智能集成电力电容器具有简便的人机对话界面，前面的液晶显示反映了当前配电电压、电流、无功功率、功率因数等参数显示和无功缺额等。投运、退出的状态和故障自诊断提示。液晶的上端有两个灯，分别代表了电容器的投接状态。电容器的电流显示和故障代码显示，每台智能电容每个元器件出现问题都有故障代码提示。电流粗放保护，提示线路上的过压欠压故障，三相不平衡故障。实时检测每只电容器的三相电流，可以实现过流保护，三相不平衡保护和断相保护等。还有故障自诊断功能。
　　多台智能集成电力电容器联网工作时，后面的485接口，通过485线互相并起来。通电后，其中地址码最小的一个为主机（每台电容器出厂都有不同的地址码），其余为从机由主机控制，形成一个环形网络。主机控制从机工作，主机出现问题，系统把主机剔出工作，在其余从机中按同样的原则产生一个新的主机，组成一个新的网络系统。从机出现问题，主机把从机剔出工作，不影响其余电容器工作，从而实现了配电的智能化综合管理。
　　2.总结
　　综上所述，随着智能型箱式变电站的广泛应用，解决箱式变电站无功补偿的可靠、节能、高效的运行，对提高供电系统及负载的功率因数，降低电网损耗具有非常重要的意义。智能集成电力电容器具有节能、小型模块化、性能优越、成本低等优势，是新一代智能电器的好产品，无功补偿的理想设备。非常适合应用于箱式变电站的无功补偿装置中，该产品在多个地方的箱式变电站中的应用，其接线简易，维护简单，运行可靠，补偿效果好，得到用户的广泛赞誉。通过在新项目箱式变电站中的采用，其上述的优势得到充分的体现。
　　【参考文献】
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