[实用新型]紧凑型复合开关投切低压动态无功补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电气设备中的无功补偿装置，尤其是一种保持较高功率因数的紧凑型复合开关投切低压动态无功补偿装置。

背景技术

无功补偿是电力系统运行的基本要求，为了实现电力系统运行中的无功平衡，必须对各种电力负荷所需的无功进行补偿。无功补偿的方法有调相机补偿、电容器组补偿等多种，其中最为有效和易于实施的是在靠近负荷点的地方进行就地无功补偿。由于无功补偿挂接在电网上是通过自动投入和切除电力电容器来达到补偿效果，因此控制电容器投切的开关元件的性能对整个装置的质量和稳定性起着非常关键的作用。

目前国内的无功补偿产品的控制器普遍都是交流接触器或双向可控硅作为开关元件来控制电容器通断，都不可避免地存在着功耗大、温升高、产生被称作“电污染”的谐波成分等影响设备长期安全运行的问题，整个装置的寿命和可靠性不能得到有效保障，甚至会影响整个电网的正常运行。传统电容器投切开关存在的问题有：以可控硅和大功率固态继电器作为无触点开关虽然具有响应速度快、涌流较小的优点，但存在功耗大的缺点，在投切大电流电容器时，发热严重，需加散热器，甚至强制致冷，这样既增加了补偿装置体积，也增加了成本；用于投切电容器的专用交流接触器，由于它在主回路中接入了限流电阻，从而起到限制涌流的作用，这与用不饱和聚酯树脂浇注成型的干式限流电抗器相比，成本虽然降低，耗电量减少，但仍有较大的涌流，对电网和电容器冲击较大。

传统的低压无功补偿装置大多为固定式结构，分散安装，即设计成型后内部元器件的装置便已固定，空间利用率低，导致扩大用电规模后增容困难，其改变容量的灵活性差，增加成本，浪费资源。

低压电网处于电网的最末端，因此补偿低压无功负荷是电网补偿的关键。搞好低压补偿，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，而且可以提高用户配电变压器的利用率，改善用户功率因数和电压质量，并有效降低电能损失。低压补偿对用户及供电部门都有利。

发明内容

本实用新型解决了现有的无功补偿装置采用交流接触器或者双向可控硅作为开关元件来控制电容器通断，存在功耗大、温升高、容易产生谐波成分影响设备长期运行的缺陷，提供一种紧凑型复合开关投切低压无功补偿装置，投切时浪涌电流小，因此功耗也小，无触点粘住之虞，可频繁投切，通过增加电容器组数以提高补偿精度，保证设备长期安全、可靠运行。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种紧凑型复合开关投切低压动态无功补偿装置，包括柜体，柜体内设置有串联的投切开关、熔断器，投切开关采用相互并联的双向可控硅和继电器组成的复合开关，复合开关与熔断器串联组成一组模块化的开关组，柜体内为多层设置，每一层至少固定一组开关组，复合开关与电容器相连，复合开关的控制接口与控制器相连。双向可控硅与继电器并联组成模块化的开关组，组装和拆卸比较方便；开关组在投切时浪涌电流小，复合开关在接通和断开的瞬间具有双向可控硅过零投切的优点，而在正常接通期间又具有接触无功耗的优点，并可频繁投切，通过控制器精确控制投切，可使功率因数保持在0.96-0.99之间，不仅能提高可靠性，还能提高电能质量；合闸时，双向可控硅过零导通后，继电器才吸合导通；分闸时，继电器先断开，双向可控硅电流过零自然断开，实现无功补偿容量的自动调节；可以通过增加电容器组数来提高补偿精度，并保证设备长期安全运行。

作为优选，柜体内部共分为四层，开关组固定到中间的三层，每一层固定四组开关组。柜体采用分层结构，每一层配设模块化的开关组，结构紧凑，可在不改变柜体结构的前提下实现补偿容量的调整，组装与拆卸灵活，维修和维护都比较方便，三层共设置12组开关组。

作为优选，柜体的面板位置固定有接触器、电流互感器、避雷器，接触器与电流互感器相串，电流互感器与熔断器相串联。接触器控制整个补偿装置的投入使用，投入后切除前的工作状态由接触器控制，保证了补偿装置整体的性能最优，电流互感器和避雷器起到保护作用，尤其是在户外工作的时候，保护整个补偿装置正常使用，也保护柜体内部的各部件的安全。

作为优选，投切单相电容器时，紧凑型复合开关投切低压动态无功补偿装置采用分补式结构，其中电容器为星形连接。这种方式主要是在三相不平衡时使用。

作为优选，每一相包括三个熔断器、三个复合开关，三个熔断器的上端分别与A相、B相和C相连接，下端分别与三个复合开关的双向可控硅的第一电极及三个继电器的一端连接，三个双向可控硅的第二电极分别与三个继电器的另一端和三个电容器的一端相连，三个电容器的另一端都与中性线相连。