復(fù)合開(kāi)關(guān)在低壓無(wú)功補(bǔ)償中的應(yīng)用

復(fù)合開(kāi)關(guān)在低壓無(wú)功補(bǔ)償中的應(yīng)用
無(wú)功補(bǔ)償是電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求，為了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行中的無(wú)功平衡，必須對(duì)各種電力負(fù)荷所需的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ姓{(diào)相機(jī)補(bǔ)償、電容器組補(bǔ)償?shù)榷喾N，其中 為有效和易于實(shí)施的是在靠近負(fù)荷點(diǎn)的地方進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償。由于無(wú)功補(bǔ)償掛接在電網(wǎng)上是通過(guò)自動(dòng)投入和切除電力電容器來(lái)達(dá)到補(bǔ)償效果的，因此控制電容器投切的開(kāi)關(guān)元件的性能對(duì)整個(gè)裝置的質(zhì)量和穩(wěn)定性起著非常關(guān)鍵的作用。目前國(guó)內(nèi)的無(wú)功補(bǔ)償產(chǎn)品的控制器普遍都是交流接觸器或雙向可控硅作為開(kāi)關(guān)元件來(lái)控制電容器通斷。都不可避免地存在著功耗大、溫升高，產(chǎn)生被稱作電污染的諧波成分等影響設(shè)備的長(zhǎng)期安全運(yùn)行的問(wèn)題，整個(gè)裝置的壽命和可靠性不能有效保障，甚至?xí)绊懻麄�(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。本文設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)控制的智能化復(fù)合開(kāi)關(guān)是較理想的投切開(kāi)關(guān)，詳細(xì)介紹了硬件設(shè)計(jì)、軟件實(shí)現(xiàn)及其在低壓無(wú)功補(bǔ)償中的應(yīng)用。 1 傳統(tǒng)的電容器投切開(kāi)關(guān)存在的主要問(wèn)題
傳統(tǒng)的電容器投切開(kāi)關(guān)主要存在的問(wèn)題有：
以可控硅和大功率固態(tài)繼電器作為無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)雖然具有響應(yīng)速度快、涌流較小的特點(diǎn)，但存在功耗大的缺點(diǎn)，在大電流工作的電容器投切中，發(fā)熱嚴(yán)重，需加散熱器，甚至強(qiáng)制致冷。這樣既增加了補(bǔ)償裝置體積，也增加了成本。
主程序流程圖
為了達(dá)到理想的工作狀況，可控硅和接觸器的開(kāi)、斷有時(shí)序要求，假設(shè)復(fù)合開(kāi)關(guān)的投入命令高電平為有效，則切斷命令為低電平有效；開(kāi)關(guān)(可控硅、接觸器)閉合用高電平有效表示，則開(kāi)關(guān)斷開(kāi)用低電平有效表示，其各信號(hào)狀態(tài)所示
復(fù)合開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)圖
在中t1為復(fù)合開(kāi)關(guān)接收到投入命令時(shí)間，t2是復(fù)合開(kāi)關(guān)接收到切斷時(shí)間。當(dāng)復(fù)合開(kāi)關(guān)接收到投入命令時(shí)，可控硅的觸發(fā)信號(hào)準(zhǔn)備就緒，只要電壓過(guò)零就立刻觸發(fā)可控硅，而接觸器在接到投入命令后，要延時(shí)一段時(shí)間，此時(shí)間在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證：只有當(dāng)可控硅導(dǎo)通后，才能閉合接觸器。當(dāng)復(fù)合開(kāi)關(guān)接收到切斷命令后，接觸器立即斷開(kāi)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間可控硅觸發(fā)信號(hào)消失，當(dāng)通過(guò)可控硅陽(yáng)極電流過(guò)零時(shí)，自然關(guān)斷。 3 復(fù)合開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)
復(fù)合開(kāi)關(guān)有如下特點(diǎn)：
過(guò)零投入，過(guò)零切斷；
開(kāi)關(guān)接通后低功耗，不用外加散熱片；
無(wú)需外接串聯(lián)電抗器；
輸入信號(hào)與開(kāi)關(guān)光電隔離；
可直接與任何無(wú)功補(bǔ)償控制器配合使用；
內(nèi)置控制電源，無(wú)需外配電源；
具有開(kāi)關(guān)狀態(tài)指示燈，電容器接通時(shí)，指示燈亮；
抗干擾能力強(qiáng)，大容量電容器工作可靠。 4 復(fù)合開(kāi)關(guān)在無(wú)功補(bǔ)償中的應(yīng)用
低壓電網(wǎng)處于電網(wǎng)的 末端，因此補(bǔ)償?shù)蛪簾o(wú)功負(fù)荷是電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵。搞好低壓補(bǔ)償，不但可以減輕上一級(jí)電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)膲毫Γ铱梢蕴岣哂脩襞潆娮儔浩鞯睦寐剩纳朴脩艄β室驍?shù)和電壓質(zhì)量，并有效降低電能損失。低壓補(bǔ)償對(duì)用戶及供電部門都有利。
低壓無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)是實(shí)現(xiàn)無(wú)功的就地平衡，通常采用的方式有三種：隨機(jī)補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償、跟蹤補(bǔ)償。復(fù)合開(kāi)關(guān)有共補(bǔ)開(kāi)關(guān)和分補(bǔ)開(kāi)關(guān)兩種，共補(bǔ)開(kāi)關(guān)用于投切三相電容器，即角型接法的電容器；分補(bǔ)開(kāi)關(guān)用于投切單相電容器，即分別接三只單相電容器的一端（另一端需接中性線）。其接線圖所示。
(a)分補(bǔ)接線圖