1.我国无功补偿技术现状的分析
1.1无功补偿技术的现状
(1)以纯电容器补偿形式为主
由于电容器是非常脆弱的部件,而现在电网中有大量的谐波存在,在采用纯电容器形式对系统进行无功功率补偿时,谐波电流经常被放大,造成用电设备、补偿电容器、投切开关及相关元件的损坏;
(2)以接触器作为投切开关的方式为主
采用接触器作为投切电容器的开关时,响应速度较慢,在用电设备无功变化较快且有冲击性负载的系统中,不能实施有效地跟踪补偿;电容器投入时,会产生较大的涌流;电容器切除时,会产生较高的过电压;电容器再次投入之前需要充分的放电;
(3)以等容循环投切的控制策略为主
采用等容循环投切的控制策略时,分组较粗、补偿精度较差;用电系统长期处于欠补偿状态,平均功率因数低;
(4)一般采用普通型控制器
普通型控制器的抗干扰能力差,经常出现误动作或死机现象,不适合(或不能够)在有谐波的系统中工作;控制器的功能比较简单,不能满足先进(需要多种保护功能)的补偿系统的控制要求;
(5)以三相共补的补偿形式为主
在三相不平衡的负载系统中,不能实施有效地分相补偿;
(6)保护措施不完善或没有,在补偿设备出现异常时,不能实施有效的保护;
(7)柜体结构
成套装置的制作一般采用分离元、器件,柜体内部结构复杂,组装工艺难度大;
(8)元器件整体质量水平不高
由于元器件分别在不同的生产厂家购买,而元器件质量水平参差不齐,各种元器件之间的参数配合(匹配)不准确或不合理,造成补偿设备运行不可靠,故障率高。
1.2现有补偿技术及装置带来的**现象:
(1)质量、性能很差的产品长期主导我国无功补偿设备的市场
由于低质量的产品的大量生产并被安装、使用,对公用电网造成了严重的“污染”,已经影响到整个电网的电能质量及**运行,同时,也制约了电力系统的发展;
(2)对补偿系统要求较高的场所的设备,长期被国外“品牌”的产品所占领;
(3)维修工作量大、费用高
据有关部门的调查、统计资料得知,我国在用的传统无功补偿装置,真正能够正常运行并起到作用的还不足30%,也就是说,大部分的补偿设备不能正常工作或不能满足其设计要求,这不但浪费了大量的人力和物力,而且没有起到节能的作用,造成了社会资源极大的浪费,*终用户也产生了额外的费用支出;
1.3原因分析
(1)随着我国现代工业进程的飞速发展,电网结构发生了巨大的变化,鉴于大量的非线性负载(整流器、变频器、开关电源等电力电子设备)的广泛应用,使得电网中的谐波大量存在,谐波对电能质量的影响越来越严重;
(2)旧的传统观念的影响
由于各方面对“电能质量”概念的理解、认识不到位,对电网被“污染”后所可能造成的后果及影响重视不足,而且仅考虑眼前或局部的利益;
(3)标准水平低且执行不力
目前我国与“电能质量”相关的国家及行业标准、法规严重滞后,现行标准的水平太低,许多方面甚至处于空白状态。即使现行的标准,其执行及监督力度也远远不够,甚至在不少地区及行业存在着“有法不依”的现象。
(4)设计水平滞后
由于电网结构及负载系统的变化,部分工程设计人员在先进的滤波及无功补偿系统(设备)设计方面的经验不足,对具有新功能电力、电子元器件的了解不够,而多数情况下在项目设计时,往往对负载设备的种类及工况等信息不了解,导致新型、先进的补偿技术及设备迟迟不能面世;
(5)成套产品结构及工艺落后
目前绝大多数无功补偿成套设备生产企业,仍在采用分离元器件及传统的组装工艺生产补偿柜,故其存在的固有缺陷及造成的后果仍在继续;
(6)用户要求低或不明确
目前电力部门对新项目审批时,往往只要求配置无功补偿设备以满足功率因数达标,对其它方面则关注的较少,而且在补偿设备运行后,其对电网造成的影响及是否能够正常使用等方面的监督、控制也就无能为力了(所能做的也只是收取无功罚款)。
而用户为了降低投资成本,就会只关注补偿设备的**成本,只要能够验收,其它方面的要求也就不考虑了,这也为低劣质量的补偿设备提供了市场空间。
(7)鉴于以上的种种原因,国家和企业继续重复投入大量的人力、财力加装无功补偿装置,但其并没有起到应有的作用(大多数补偿设备在投入运行后没有多久就损坏了或不能造成使用),造成了负载系统平均功率因数低,电网损耗大,给国家及企业造成了很大的浪费。
2.无功补偿技术发展方向
2.1在采用电容器对电网进行无功功率补偿的同时,谐波对电网造成的不利影响已是不可回避的问题,也就是说不考虑谐波的影响因素,而单纯进行无功补偿的时代已经过去,对负载系统进行无功补偿的同时,必须兼顾对谐波治理。
2.2纯电容补偿设备将逐步退出历史舞台,在欧美等发达国家供电部门早已禁止纯电容补偿设备进入电网。
2.3新型电力元、器件、远程监控及智能化技术已逐步应用;各种保护措施越来越完善;在欧美发达国家模块化技术及模块产品,早在20年前已开始广泛的应用。模块化技术及产品在我国必将得到重视及推广应用:
(1)由于模块化技术需要采用大量的新型电力电子元器件,且能够配置多种保护单元,故由模块化产品制作的补偿设备,其功能、性能质量及运行可靠性的方面相对于传统的补偿设备来说,将是根本性的变革。
(2)模块化产品的出现,为具有强大功能的补偿设备的设计、制作提供了强有力的保障,是智能化的基础。
3.模块化产品的概念、特点
3.1模块化产品的概念
(1)模块或组件产品:是将电容器、投切开关及保护单元等分离元器件,集中安装在一个框架内,使之具有相对独立补偿功能的投切单元,外加滤波电抗器后可以组成滤波单元。
(2)模组产品:是将电容器、电抗器、投切开关及保护单元等分离元器件,集中安装在一个框架内且具有相对独立功能的投切单元。
3.2模块化产品的特点
(1)模块化产品的出现代表了无功补偿技术先进的发展方向。模块化产品的出现是无功补偿及滤波装置的重大变革,是未来市场的主流,该产品的应用能明显改善电能质量,延长电气设备使用寿命,其保护措施齐全,**可靠。
(2)模块化产品符合国家无功补偿技术发展趋势。模块化产品在欧美发达国家得到了广泛的应用,证实该产品的优越性,模块化产品所用的元件都经过模组厂家的精心设计匹配测试,元件之间达到*佳匹配,然而国内成套厂家只是采购不同元件简单组合,元件之间未能达到*佳匹配状态,因而其成品就会出现这样或那样的质量问题。因此模块产品的推广应用将是行业的大势所趋;
(3)质量责任的明确性,责任方的归属性。采用模块化产品,使质量责任更加明确,原成套厂要面对多家供应商,如果产品出了问题,元器件厂商会相互推诿责任,甚至把责任推向设计院,认为设计方案不合理,然而如果采用模组,就不会出现这样的情况。模块上的任何元件出了问题,由模块厂家负责到底;
(4)服务理念的重大变革。选用模块化产品应用是集售前、售中、售后全方位的服务过程,包括设计选型,组装调试,运行后数据测试等**的技术支持,而对于原来单一的元器件厂是无法做到这种服务的。因此模块厂家的服务是传统单一的元件厂家服务的重大升级。
4.“坤友电气”KYLCF节能滤波补偿模块产品介绍
上海坤友电气有限公司集多年的滤波补偿经验,吸收引进国外的先进器件,设计并制造了一款既可以滤除电流谐波,又能滤除电压中的高次谐波的节能滤波补偿模块。
本节能滤波补偿模块是基于无源“LC”滤波装置的集成单元,其工作原理的一部分等同于分立元件的无源“LC”滤波装置,谐振频率一般而言设定在H5次位置,但每回路的装机容量不大于30KVAR(基波补偿容量24.8KVAR)。本说明书所涉及的装置,仅对于H5次谐波电流的滤除起作用,它的**个功能,主要用于对电路元件进行快速过电压保护。它能“吸收”功率高达数千瓦的浪涌信号。具有体积小、功率大、响应快、无噪声、价格低等诸多优点,它的应用十分广泛,如:家用电器;电子仪器;仪表;精密设备;计算机系统;通讯设备;音、视频输入;交、直流电源;电机、继电器噪声的抑制等各个领域。它可以有效地对雷电、负载开关等人为操作错误引起的过电压冲击起保护作用。它可以保护变压器以后的所有电路元件。它可以对桥式整流器及以后的电路元件实行过电压保护。
当电路中由于雷电、各种电器干扰出现大幅度的瞬态干扰电压或脉冲电流(电压)时,它在极短的时间内(*高可达到1×10−12秒)迅速转入反向导通状态,并将电路的电压箝位在所要求的**数值上,从而有效地保护电子线路中精密元器件免受损坏。干扰脉冲过去后,其箝位电压低于电路中其它器件的*高耐压,因此起到了对其它元器件的保护作用。能承受的瞬时脉冲功率可达上千瓦,其箝位时间仅为1PS。
为此,上海坤友电气有限公司技术人员经过几年的摸索实践,以人性化的设计方法,将主要元器件高度集成,自成系统,这就为用户提供了更广阔的使用空间,为开关柜厂提供了更多的选择余地。同时,也使检修维护工作,变得更加灵活、方便。
自上海坤友电气有限公司推出节能滤波补偿模块后,深受用户和开关柜厂的欢迎,相信上海坤友电气有限公司倡导的模块化技术必将成为 无功补偿行业的新标准。
5.“坤友电气”KYLCF节能滤波补偿模块功能特点:
Ø 适配性强:可以与国内外各种柜型轻松配套,只需将接口连接即可。每个模块对外提供两个接口:电网接口和控制接口。
Ø 增容、减容方便:每个模块自成系统,可如搭积木般自由组合,所想即所得
Ø 结构紧凑:安装容量较传统固定式安装增加倍多
Ø 可根据系统谐波含量选择选择针对不同次数谐波的投切模块,保护电容,防止谐振,减少谐波污染
Ø 内置冷却风扇,自动控制风扇启动
Ø 结构设计合理,接线简单,安装调试、检修保养方便
6.“坤友电气”KYLCF节能滤波补偿模块原理及应用:
本节能滤波补偿模块主要是为0.4KV系统中的异步电动机、直流电动机、变频电动机等负荷,以及实验室的仪器、控制部分的用电等量身定做的就地补偿和集中补偿装置,尤其是对于改造型的工程,它占地少,一般一台外形为“1000×800×2200(宽×深×高)的柜壳内,可以安装20台模块(折合为装机容量:600KVAR),安装工作量小。也可以作为就地补偿的选单元,安装于需要补偿和滤波的用电器旁边。但是,本节能滤波补偿模块不是万能的,它不适用于中频炉、电弧炉、电焊机及其它铁磁谐振产生的谐波;系统中含有较高的H3次谐波时,需安装滤除H3次谐波的回路,方能投入本装置。