快豹 记录世界 记录你
行業新聞
當前位置:首頁 > 新聞中心 > 行業新聞

智能開關電容器問世,開啟無功補償新時代!

作者:卡卡  來源:www.unblockvpn.net.cn  更新時間:2020-03-25 15:59:59  點擊次數:

  智能開關電容器問世,開啟無功補償新時代!

  電能是通過長距離的線路傳輸過來的,而電力傳輸線上又有許多的開關,控製電力傳輸的方向並保護用電的安全,可以說電線和開關就構成了輸電線路。

  快豹的那个网站在用電的時候也是閉合開關啟動一個用電設備,斷開開關就停止了其工作,可以想象開關在輸電線路中是多麽的重要。

  大家也許覺得開關就是兩個導體(銅片)觸點,合上就是開關接通,分開就是開關斷開,而實際上就是在開關觸點的閉合、斷開的一瞬間就出現了許多問題:開關在閉合時會打火(產生湧流),斷開時會拉弧(出現過電壓)。開關閉合時的打火會燒壞開關的觸點,而開關在斷開時的拉弧問題更是難解決,如果開關斷開時電離空氣產生的電弧不能熄滅,會造成開關的燒壞甚至是開關無法斷開。

  上世紀初的交流電和直流電之爭最後被交流電贏了,很重要的因素是由於交流電可以容易的解決開關滅弧的問題,而直流電開關斷開時電離空氣產生的電弧很難熄滅。而開關控製的電流越大、電壓越高,滅弧的問題就越難解決。

  開關在動作時產生電弧有兩個條件,一個是空氣,一個是電流。傳統的開關就是在開關動作時去掉觸點附近的空氣,並且同時借助交流電過零時電流為零就可以把電弧滅掉。如果能有一種辦法讓開關在交流電的零點瞬間(電流為零)動作,這樣開關動作是就不會產生電弧了。交流電的周期隻有20毫秒,讓開關觸點在過零點的微秒級的時間內準確完成動作,現有的機械開關肯定是做不到的的,而電子開關卻可以實現這個任務。

  電子開關可以保證切斷電流的準確時間,一般常用的電子開關是晶閘管和IGBT,在交流開關上一般都是使用晶閘管開關,也稱之為固體開關或固態繼電器。但晶閘管也有很大的缺點,第一是成本高、第二是功耗大,而更大的問題是電子開關的可靠性比較差,dv/dt很高時晶閘管會誤導通,而di/dt很高時晶閘管無法關斷,所以隻有特殊的場合才使用電子開關。在高壓的場合可以用多支晶閘管串聯組成高壓電子開關,如何讓所有的晶閘管同時動作也是有一定困難的。

  為了解決電子開關的上述問題,國內又出現了一種所謂複合開關的概念,其原理就是在機械開關上並聯一個小電流可控矽電子開關:在開關閉合瞬間讓電子開關找零點先動作,之後再閉合機械開關;在開關斷開時也是先斷開機械開關,然後讓電子開關找零點斷開。這似乎解決了電子開關成本高和功耗大的問題,但卻更加暴露了電子開關不可靠的問題,由於可控矽的響應速度很低,在閉合時隻能起到降低開關湧流的作用,無法消除主開關閉合前抖動產生的湧流。所以複合開關在電力開關上幾乎沒有使用的領域,在國際電工行業根本不認可複合開關。

  國源容開國際科技(北京)股份有限公司,在世界上首次完整提出了智能開關的概念,並解決了智能開關的許多技術問題,在近十年的研發過程中,進行了大量的試驗並申請了多項發明及實用新型專利。

  智能開關:一種使用二極管作為開關觸點的保護電路,真正實現了開關在接通和斷開時無電火花、無電弧,不但大大延長了開關的壽命,並且抑製了由於開關打火、拉弧對電網造成的汙染。開關閉合時是機械觸點導通,開關斷開時是機械觸點斷開。這種開關使用微處理器控製開關的閉合和斷開過程,可以準確的控製開關觸點閉合和斷開的時間,閉合時不打火無湧流,斷開時不拉弧,低功耗高可靠性,具有過流保護(過電流可調整)、過熱保護(過熱溫度可調整)和短路保護的功能,還具有定時開關、遙控開關、輕觸開關及計算機遠程控製等功能,因此快豹的那个网站稱它為智能開關-Smart Switch。

  圖1

  開關的原理如圖1所示,接觸器K、輔助繼電器K1、二極管D、電流互感器TA、微處理器MCU和電流互感器組成智能開關。Z為智能開關控製的負載,可以是電阻負載、電感性負載或電容性負載。微處理器MCU控製接觸器K和繼電器K1,接觸器K和繼電器K1分別控製常開觸點S和輔助觸點S1,智能開關的工作過程如下:

  開關S閉合過程:當微處理器MCU接到開關閉合指令後,MCU控製繼電器K1在電壓的負半周通電,繼電器觸點S1在電壓負半周的時候穩定閉合,由於二極管D反向偏置,觸點S1閉合過程中沒有電流通過;當電源電壓過零後,二極管D迅速導通,負載Z開始有電流流過,同時MCU控製接觸器K通電,觸點S在二極管D正向導通期間完成穩定閉合,即完成了智能開關的閉合過程。在觸點S閉合的過程中,觸點之間的距離從完全斷開的最大到完全閉合期間,觸點承受的電壓僅為二極管D的正向電壓0.7V,這麽低的電壓,觸點承受的功率很小,不會發生打火。即使負載為電容,由於二極管在電壓過零點導通,也不會產生浪湧電流。微處理器MCU通過1、2可以檢測到交流電壓的幅度和相位,通過3、4可以檢測到交流電流的幅度和相位。

  開關S斷開過程:當微處理器MCU接到開關斷開指令後,MCU先控製繼電器S1閉合,由於S處於閉合狀態,S1閉合後沒有電流通過;在電路電流為正半周時,MCU控製接觸器K斷電,接觸器K的觸點S將斷開,隨著S觸點距離的增加,觸點兩端的電壓也增加,當電壓超過二極管的導通電壓時,二極管D將導通,並把觸點S分離過程中觸點承受的電壓鉗位在0.7V以下,觸點S在電流正半周內完全斷開;當電流為負半周期時,MCU控製輔助繼電器K1斷開,在電流的負半周期,二極管D反向偏置不導通,沒有電流通過負載Z,輔助繼電器K1在電流負半周期內完成斷開,即智能開關完成了開關的斷開過程。在開關斷開的過程中,觸點S承受的電壓不超過0.7V,觸點不會發生拉弧。輔助繼電器在斷開時由於沒有電流通過,而且反向電壓都加在二極管上,所以輔助繼電器在斷開時觸點也不會產生拉弧。

  圖2是智能開關接通時通過接觸器觸點S、輔助繼電器觸點S1和負載的電流波形,圖3是智能開關斷開時通過接觸器觸點S、輔助繼電器觸點S1和負載的電流波形,期中其中Uac是交流電壓的波形,Ik1和Ik分別是通過輔助繼電器K1和接觸器K線圈的電流波形,IS1是通過輔助繼電器觸點S1的電流波形,Is是通過接觸器觸點S的電流波形,Iz是通過負載Z的電流波形。

  從圖中可以看到:

  開關接通:Is和Is1出現斷續的波形,這是由於觸點在閉合是時抖動造成的,在觸點S沒有閉合時,電流通過觸點S1;當觸點S閉合的瞬間,通過S1的電流變為0,觸點S由於彈力的作用閉合後又會彈開,S分開的瞬間Is的電流為0,這時電流通過S1加到負載Z上,之後S又會閉合,則Is1又為0,這樣反複幾次觸點S振動的幅度越來越小,直到穩定接觸,而通過負載Z的電流是完全連續的。

  開關斷開:當接觸器K通電幾個mS後,觸點S斷開,Is為0,二極管D導通,負載電流通過S1,直到Iz為0是二極管D截止,完成開關斷開。

  開關閉合時通過負載的電流是從零點開始;開關斷開時通過負載的電流從零結束。在開關閉合和斷開的過程中,通過負載的電流沒有浪湧或間斷。

  智能開關的巧妙之處在於用輔助繼電器觸點保護接觸器的觸點,接觸器的觸點閉合又反過來保護繼電器的觸點,在整個的開、關過程中輔助繼電器的觸點都是在不通過電流的狀態下完成閉合和斷開的:在開關閉合過程中,輔助觸點的閉合由二極管保護,輔助觸點的斷開由接觸器的觸點保護;在開關斷開過程中,輔助觸點的閉合由接觸器的觸點保護,輔助觸點的斷開由二極管保護。二極管起到保護輔助繼電器觸點和接觸器觸點的雙重作用,輔助繼電器和接觸器是互相保護。

  智能開關可以應用的領域:

  智能開關可以在電力行業內替代幾乎所有的傳統開關,部分的替代新興的電力電子開關,並且還可以產生許多新的應用領域,特別是以前機械開關由於動作慢而想應用而無法應用的領域:

  1. 低壓電力電容器投切開關:

  長期以來,低壓電力電容器的投切技術及產品,一直是一個沒有完美解決方案的難題。而將智能開關和低壓電容器做成一體——智能開關電容器,則可以解決現有電容器投切開關的所存在的各種問題,使無功補償裝置運行的可靠性、安全性大幅度提高,而製作成本明顯下降。由於低壓無功補償係統是一個對價格比較敏感的領域,可以相信:“智能開關電容器”比將會取代電容器投切開關+電容器的傳統模式。

  2. 高壓電力電容器投切開關:

  3. 變壓器有載調壓開關:

  供電的電壓不穩定可以通過調整變壓器繞組改變輸出電壓,一般的變壓器隻能是在停電以後調整變壓器的抽頭進行無負載調壓。如果變壓器進行有負載調壓,需要使用一種體積非常大的有載調壓開關,使用非常的不方便。采用智能開關技術可以很容易的實現變壓器的有載調壓。

  4. 三相不平衡調整開關(選相開關):

  從發電廠送來的電是三相交流電,而用電係統中存在有大量的單相負載,由於三相用電量不可能完全一樣,這就造成三相的不平衡,不僅會增加線路及變壓器的損耗,還會降低變壓器的出力甚至影響變壓器的安全運行。目前並沒有很好的解決辦法,搭載智能開關技術製作的“選相開關”,可以瞬時、方便地將不同的負載,在三相電之間不斷電(無縫)的切換,最後達到三相供電平衡的目的。

  5. 高壓、超高壓和特高壓開關:

  采用智能開關技術可以做出任意高電壓的開關,而且不需要真空或六氟化硫來保護開關的觸點,這樣就可以大大降低開關的製造成本並提高可靠性。

  6. 另外,智能開關技術還可應用於低壓配電開關、電動機調速、電源切換、電網調配等領域。

  電能是現代社會獲取能量最方便的一種方式,隨著節能減排力度的增加,電動汽車將會成為今後汽車發展的方向,一旦電動汽車成為汽車的主流,城市居民對汽油的消費將轉為電能的消費,這對電力的需求會成倍的增加,也就是對輸變電提出更高的要求。

本文鏈接:http://www.unblockvpn.net.cn/news/news2020325133.html
相關TAG:智能電容器
上一篇:分享 | 用戶為什麽要選擇智能電容器?
下一篇:智能電容器的工作原理

相關文章

抗諧波智能電容器-2020-04-22
智能電容器的工作原理-2020-04-08
低壓智能電容器的開發背景-2020-06-16
2020年上海第20屆智能電容器展覽會-2020-06-09
智能電容器的安裝標準-2020-06-02
智能電容器價格-2020-05-26
智能電容器模塊的主要性能-2020-05-19
電容補償櫃用智能電容器而不用電力電容器的原因所在-2020-05-12
智能電容器接線圖-2020-04-28
智能開關電容器問世,開啟無功補償新時代!-2020-03-25
分享 | 用戶為什麽要選擇智能電容器?-2020-02-11
智能電容器模塊功能介紹-2020-01-04
低壓配電網無功補償原則探討-2019-12-31
建議企業用電無功補償的四個原因-2019-12-27
智能電容器進行無功補償的5個特點-2019-12-25
聯係快豹成人app

杭州快豹成人app電氣有限公司

杭州地址:浙江省杭州市餘杭區餘杭街道城東路4號4幢

上海地址:上海市鬆江區中心路599號6幢

郵箱:ths_electric@163.com

服務熱線
全國統一服務熱線:0571-88651129
版權所有 2018 杭州快豹 记录世界 记录你電氣有限公司 浙ICP備18048331號
網站地圖 | 技術支持:雲鼎科技