无功功率补偿装置的保护方式讨论.doc

无功功率补偿装置的保护方式讨论 《内容简介》本文对无功功率的主要电路构成作了简要的介绍.同时重点对无功功率补偿装置的保护方式进行了介绍和分析，介绍了国家标准的相关要求和短路保护的有效方式。 关键词：短路保护 无功功率 熔断器 功率因数 1．前言 在电网的运行中，因为有大量的感性负载连接在电网上，根据电工原理，我们都知道感性负载在运行中，除要消耗有功功率外，还要消耗一定的无功功率。负荷电流在通过线路、变压器时，将会产生功率与电能损耗，当线路或变压器输出的有功功率和电压不变时，线损与功率因数的平方成反比。功率因数越低电网所需无功就越多，线损就越大。这部分无功功率在负载和电源之间来回传输，在线路上产生较大的压降和功率损耗，电能不能被充分利用，造成电能的浪费。 无功功率的产生主要是感性负载的存在。顺便指出，如果负载为容性负载，也会产生无功功率。只不过是我们生产活动中，使用的负载绝大部分为感性负载，从而对容性负载关注的少而已。只有纯电阻性负载，才不会有无功功率，既功率因数为1。 为了降低无功功率的损耗，也既尽可能提高功率因数。因此，常常在受电端安装无功功率补偿装置，以求减少负荷的无功功率损耗，提高功率因数，降低线路损耗。所以，这种在受电端安装无功功率补偿装置的方法，通常采用在负荷端并联电容的方式，从而构成无功功率补偿装置。 国家认监委于2007年4月18日发布的2007年第9号公告《强制性认证产品目录描述与界定表》，明确将低压无功功率补偿装置列入强制性产品认证。 于2007年8月6日发布的国家认监委2007年第21号公告《关于部分电子电器产品发布新版实施规则的公告》，其中包括了《CNCA-01C-010；2007低压成套开关设备强制性认证实施规则》。该实施规则对低压无功功率补偿装置的各项要求进行了明确的规定。 中国质量认证中心于2007年7月20日发布了《低压无功功率补偿装置实施CCC认证的原则和程序》明确了低压无功功率补偿装置的认证原则及申请、受理、资料等要求。 因此，本文针对已列入强制性产品认证的无功功率补偿装置的关键环节-保护问题，进行进一步较深入的讨论，以期使无功功率补偿装置的功能和性能得到进一步的提高，确保认证产品的性能安全可靠。 2．无功功率补偿装置的主回路构成 一般无功功率补偿装置主回路的典型构成,如下图所式 ? ? ? ? 投切控制部分 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 电源进线 保护部分 投切部分 补偿部分 上图仅是一种典型电路,由于各用户的需要和制造厂的设计不同,只是在细节变化上会有较大的不同.但其基本构成原理不会有较大的出入. 2.1? 电源进线部分 通常这部分没有更大的变化，主要功能是起着与电网连接和断开的作用。但要考虑其额定工作电流，应大于或等于所控制的所有电容额定电流之和，最好留有一定的裕度，以保证可靠工作。 2.2 保护部分 这部分是本文要重点讨论的内容,在第3章中,作详细论述. 2.3 投切部分 目前,随着科学技术的发展,其投切的方式有了很大的变化,但无论采用何种方法，其主要目的都是要提高投切速度，更可靠的投切，确保尽可能的跟上功率因数的变化。现在，市场上众多的生产制造商中，通常采用的方式基本如下几种。 2.3.1 机电开关方式 机电开关主要是指采用交流接触器进行投切的方式.其优点是动作可靠,对电网无污染,使用寿命长,过载能力强,不易损坏.主要缺点是投切速度慢,投切无选择,往往跟不上功率因数的变化.精度低.此种投切方式适用于负载变化较小,较稳定的电网质量. 2.3.2 电力电子开关方式 电力电子开关主要是指采用晶闸管等电子类产品.其优点是投切速度快,往往可以控制在电流过零点时,进行投切,体积小.其缺点是对电网存在污染,易损坏, 过载能力低,成本高,对工作环境要求较高.此种投切方式适用于负载变化大,功率因数变化快,控制精度高的场所. 2.3.3 复合式开关方式 这种投切方式是近几年才开发出来的产品,其构成就是把机电开关和电力电子开关复合在一起,以求把这两种投切方式的优点进行组合,抑制缺点. 其结构就是将机电开关和电力电子开关并联在一起,进行工作.其工作原理是先将晶闸管投入运行,待电流稳定后,在投入机电开关,然后晶闸管撤除工作,完成投入.断开时,先将晶闸管投入工作,机电开关停止工作,晶闸管在停止工作,完成切除.这种将机电开关和电力电子开关的复合投切方式,可以说,尽可能的利用各自的优点,降低缺点. 目前,此种投切方式在目前的市场上,使用量还是比较大的.但一些固有的缺点仍然存在,例如对电网的污染问题. 此外, 电力电子开关方式和复合式开关方式的制造商,还在其制造的产品上,增加了一些辅助和保护功能.还须视各产品分别看待. 2.4 补偿部分 现在的补