无功补偿复合开关优化探究论文.docx

无功补偿复合开关优化探究论文摘要：随着国家经济的发展和人民生活水平的提高大量的居住楼盘、高档商场、宾馆、办公楼等民用建筑在城市中拔地而起使城市用电量快速增长。但是在这些民用建筑场所内使用的多为单相电感性负荷因其自身功率因数较低在电网中滞后无功功率的比重较大。为保证降低电网中的无功功率提高功率因数保证有功功率的充分利用提高系统的供电效率和电压质量减少线路损耗降低配电线路的成本节约电能通常在低压供配电系统中装设电容器无功补偿装置。关键词：无功补偿；复合开关1动态无功补偿复合开关的工作原理和主要技术特点目前电力系统通用的无功补偿方案有接触器投切电容器、复合开关投切电容器、晶闸管投切电容器这三种。复合开关投切电容器无功补偿装置其投切开关是晶闸管和接触器并联的复合开关其主要作用是用晶闸管控制电容过零投切以降低传统接触器投切的电流冲击电容器投入后再由接触器旁的路晶闸管使电容运行。动态无功补偿复合的主要技术特点有：实现动态补偿可对频率和大小都变化的无功功率进行补偿对补偿对象有极快的响应。动态补偿不容易和电网阻抗发生谐振且可以跟踪电网频率的变化故补偿性能不受电网频率变化的影响。（1）过零投切：断口电压为零时开关接通；电流过零时开关分断。由于采用了过零触发技术因此可使射频干扰降低到最低程度。（2）功耗小：由于采用了磁保持继电器控制装置只在投切动作瞬间耗电平时不耗电且磁保持继电器的接触电阻小不需要外加散热片或风扇降低了成本。（3）无谐波：磁保持继电器吸合后没有非线性电阻不会产生谐波。（4）抗干扰：具有低阻抗的特点可以抑制干扰消除噪声。（5）保护功能：欠压保护当系统电压低于160V时开关自动分闸；缺相保护当系统电压缺相时开关拒合闸（适用于三相连结的开关）；停电保护系统停电后开关自动分闸当系统恢复供电后开关不会自动合闸。开关合闸波形图：2动态无功补偿复合开关在实际运行中存在的主要问题（1）由于国内大多数的动态无功补偿复合开关采用的接触器都是普通的机械触点开关因此动作速度较慢在负荷动态变化特别频繁要求响应速度和投切精度很大的场合常常不能满足补偿要求。（2）当用户同时使用大量三相用电设备时必须投入三相电容补偿而复合开关的接触器很难达到三相同时投切的质量要求。（3）由于零点检测出现误差或电网、线路及其他因素的干扰打乱动态无功补偿控制器及复合开关正常的工作程序甚至导致其失控。3影响动态补偿复合开关稳定工作状态的主要因素3.1电源因素由于电子电路通过电源电路接到电网所以电网的噪声通过电路干扰进入电子线路这是影响复合开关工作稳定的主要原因之一。电源因素可以从以下三种情况来详细考虑。（1）通过电源变压器的耦合。变压器是电源电路中最常见的元件它的初级接在电网电源次级则按设计要求得到各种交流电压然后再经过整流滤波和稳压等电路得到供线路工作所需要的直流电压。在研究电网高频尖峰脉冲如何穿越变压器而传播时发现变压器初、级的交流电磁耦合并不是这种噪声的主要传播途径。事实上这个传播途径是由变压器初次级间分布电容所造成的。由于变压器的初级线圈靠得很近这两部分间的分布电容通常有数百PF。这种分布电容不仅电容量大而且有良好的频率特性对高频噪声的阻抗很低。（2）电源本身的过压、欠电压、停电等故障引起的电源噪声。任何电源及输电线都存在内阻正是这些内阻引起电源的噪声影响了复合开关的稳定工作。如果没有内阻存在无论如何噪声都会被电源电路吸收在电路中不会产生干扰电压。（3）浪涌、下陷、尖峰电压与其他电源干扰因素。用户本身大功率设备的不断接通和断开特别是大功率电动机接通瞬间需要很大的启动电流并可持续几百毫秒从而在输电线路内阻上将产生很大的压降这是电网中产生电压瞬变（浪涌、下陷）的主要原因。这些噪声叠加在正弦交流电压上沿线路传输在所到之处引起干扰如果幅度过大会毁坏系统。另外设备接地不良输电线、汽车打火、无线电发射以及电弧等幅射源、地线过长等等都会使复合开关无法正常工作。3.2线路及其他因素如果动态无功补偿控制器线路板设计不合理使元件的排列不合理或者线路中元件之间的布局不合理就有可能出现线路本身的干扰源使单片机系统误动作。4动态无功补偿复合开关优化探讨针对以上存在的问题我们提出几点优化方案：（1）采用晶闸管和交流低压真空接触器并联组成动态无功补偿复合开关的主体以取代普通的机械型接触器。因为真空接触器具有接通、分断能力大、电气和机械寿命长、在恶劣条件下工作可靠性高等优点适合于电力系统中供远、近距离接通和分断电