复合开关在低压无功补偿装置中的应用分析

谢桂江

广东正超电气有限公司 广东 汕头 515000

前言

近些年来，在电路系统中出现了各式各样的新型用电设备，这使得电网的电力负荷变得更加多样复杂，谐波污染不断增加，负载变化更加不稳定，为更好的满足用电需求，提升电力服务质量，在低压无功补偿装置中，复合开关得到了广泛普及应用，但由于此项技术应用较新，为更好的发挥复合开关的应用价值，今后还需不断对此作出更加深入的探索研究。

1 低压无功补偿装置的投切方式介绍

在电网中，低压无功补偿装置有两种投切方式，即静态补充投切和动态补偿投切。首先，静态补充投切主要是依靠接触器投切电容器，具有抑制电容涌流的作用，如CJ19、CJX2C延时投切，是抑制接触器的频繁动作，避免电容损坏的问题发生，同时还可以规避供电系统的震荡问题出现，但静态补充投切方式也存在一定缺陷，就是要牺牲短期行为大负荷所造成的无功损耗，因此现下此种低压无功补偿投切方式，主要是在电流荷载比较平稳的电力系统中。其次，动态补偿投切是一套快速随动的系统，控制器可以在半个周波至一个周波内，进行采样和计算，这样在两个周期同时到来时，控制器就会自动发出信号[1]。一般情况下，投切电容器组时，脉冲信号是通过晶闸管实现导通的，这样在20～30ms就可以完成全部的动作。结合低压无功补偿装置的投切要求，复合开关是一种理想的投切选择方式，在复合开关中，将高耐压大电流晶闸管和磁保护继电器的触点相互并联，通过微电脑进行控制，可以自动的去寻找最佳的投入点和切断点，实现自动化的电压过零投入和电流过零切除，所有的通断都是由晶闸管瞬间完成，具有低功耗、无谐波、不发热、可靠性高的特点，在电力系统中适用范围比较大，因此对复合开关在低压无功补偿装置中的应用做出分析具有重要意义。

2 复合开关在低压无功补偿装置中的应用分析

复合开关借助了微电脑程序控制技术，具有完善的开关保护功能，是现下电网系统中应用最广泛的一种电容器投切开关，相比较电磁式接触器开关、晶闸管无触点开关，复合开关从理论上来讲，是最理想的投切开关，但在实际应用过程中，还是存在着一些弊端问题。(1)方向耐压在达到1600V时，会限制复合开关的应用范围，在复合开关中，小型三端TOP封装晶管由于结构性的原因，短时流通量不能做的很低，在380V的系统电压下，晶闸管只能采用2只反向并联的方式，这样关断电压就必须要控制在1200V之间，而当系统电压超出380V，暂态过电压就会大于晶管反向耐压1600V，这就会引发晶闸管烧坏，增加其中的故障频率。(2)在复合开关中，采用了晶闸管等电子元件，相比较其他开关，复合开关内部结构更加复杂，造价成本较高，增添了供电企业生产成本[2]。(3)低压无功补偿装置应用复合开关时，过零要增加补充，复合开关过零型光耦检测时采用coc3083，而coc3083是耐压范围是800v，这样就很容易出现烧坏的问题，同时并没有真正的实现过零投切，仍然会有一些电压流通。(4)复合开关中，既使用晶闸管又使用继电器，内部结构相当复杂，工作的过程中，当磁保护期转入晶闸管是瞬间，晶闸管要承受很大的di/dt，此时就很容易出现晶闸管烧损的问题。

3 复合开关在低压无功补偿装置中的应用建议

低压无功补偿装置中复合开关具有其它开关不可比拟的优势，但同时也存在一些特有的弊端问题，为更好的提升供电质量，发挥复合开关的应用价值，今后在低压无功补偿装置中应用复合开关时，应作出以下几个方面的改进。

(一)为提升复合开关应用的可靠性，复合开关中的晶闸管要尽量的调整到1800V，此时电路中的最大电流就是电容器短路的电流，虽然电路中的电路非常大，但由于复合开关每个晶闸管只是工作2～3个周波，复合开关晶闸管中的电流，还是会比正常电路中的电流小很多，这样就更好的保证了低压无功补偿装置复合开关应用的可靠性[3]。

(二)在低压无功补偿装置中，由三相共补偿电容器和单相分补电容器组成，在进行电容投切时，共补的先投入，而分补的后投入。为了能够使三相负荷平均分配，在应用变压器时，不能只用某一项负压，应该将三相负压都投入其中，一部分用于共补，一部分用于分补，这样才更加经济合理，借助容量的有效分配，更好的保障供电企业的经济效益。

(三)复合开关在低压无功补偿装置中的应用，在分补时应用单项电容器和单项电抗器，而在共补时，则可以应用三相电容器和三相电抗器，这样由于投切开关时不一样的，交流器接触器和复合开关都能自由的分开，这样就避免的了复合开关烧坏的问题，是低压无功补偿装置中复合开关应用的一种可行方法[4]。

(四)电网中电压的总斜波畸变率THDu若是大于5%，低压无功补偿装置中在应用复合开关时，就应该根据谐波的含量值，适量的增加滤波电抗器。此外若是低压无功补偿装置中应用的是分相型的负荷开关，电路中的Y接单相电容器的中点，还必须要与线路中的N线进行有效连接。

总结

综上所述，从电网电压无功补偿的角度分析，在电网谐波含量不超过5%的情况下，在低压无功补偿装置中应用复合开关是切实可行的，但由于此项技术较新，缺乏相关的技术经验，在实践应用过程中，若是想要更好的发挥出复合开关的应用价值，为供电质量的可靠性提供保障，今后还需不断对低压无功补偿装置中复合开关的应用加强探索研究。