TSC系列高压并联电容器装置(自动投切)

TSC系列高压并联电容器装置(自动投切) TSC型高压并联电容器装置由若干组自动补偿柜组成。每组自动补偿柜内含晶闸管阀串、电压互感器(或放电线圈)、电流互感器、抗涌流或抗谐波的...



TSC系列高压并联电容器装置(自动投切)
一.概述:
 TSC型高压并联电容器装置由若干组自动补偿柜组成。每组自动补偿柜内含晶闸管阀串、电压互感器(或放电线圈)、电流互感器、抗涌流或抗谐波的干式空芯(或干式铁芯)电抗器、电力电容器及相应控制、保护器件,一般为组装在一套柜体内的一体化装置。TSC型高压并联电容器装置(自动投切)适用于石化、冶金、钢铁、机械、水泥、交通、化工等行业6kV、10kV电力系统,在配电线路中作系统无功功率的自动补偿装置,系统对6kV、10kV母线进行自动跟踪投切,稳定网络电压和线路功率因数,以减少配电系统和变压器的损耗,提高电网供电质量。 
 二.型号说明
    



三.工作原理
    TSC系列可控硅动态无功功率补偿器采用全智能控制,由控 制器,双向可控硅,放电电阻, 电容器,电抗器,保护元件组成。 控制器实时跟踪测量负荷的功率因数,无功电流,与预先设定的给定值进行比较,动态控制投切不同组数的电容器,以保证功率 因数始终满足设定要求。整个测量执行过程在一个周波内完成(时间<20ms),控制器确保可控硅过零触发。确保投切电容无冲击,无涌流,无过渡过程。既动态快速跟踪负荷变化,又克服了传统 无功补偿器对电容器所产生的危害和自身固有的缺陷。
TSC-A原理接线图1




                                                               TSC型电容补偿单元示意图2
四.性能特点
1、采用优质全膜电力电容器,具有比特性小,体积小,可靠性高,寿命长,损耗小,运行温升低等特点。
2、采用先进的无功功率控制装置,自动跟踪母线无功功率对电容器组进行自动投切控制,可靠性高,抗干扰能力强,自动化程度高,操作方便并具有强大的显示功能及全面的统计功能,具有自动控制、手动操作、远方控制多种工作方式供用户选择。
3、无功功率控制装置具有友好的人机界面,大屏幕显示菜单,实时显示运行参数及故障信息;具有RS-485通讯接口。
4、根据用户系统情况,可配置不同电抗率的电抗器来抑制谐波和合闸涌流,能将电容器组投入运行瞬间产生的涌流限制在电容器组额定电流的20倍以下。
5、装置由多路等容或差容电容器组进行投切,可根据总补偿容量灵活分组,补偿精度高、冲击小,能获得最大的无功补偿效果。
6、装置具有过电压保护、过电流保护、欠电压保护、电压(电流)不平衡保护、谐波保护等多种保护功能。
7、装置可实时显示工作电压、工作电流、有功功率、无功功率、功率因数等。
8、装置的实际电容与其额定电容之差不超过额定值的0~10%,装置的任何两线路端子之间的最大值与最小值电容之比不超过1.02。
9、装置允许在工频1.1倍额定电压下长期运行;并允许在由于过电压和高次谐波造成的有效值1.3倍额定电流的稳态过电流下连续运行。
10、可针对用户的实际情况)
五.TSC组成及技术特点
高压TSC动态无功功率补偿装置由光纤触发控制系统、阀控系统、脉冲变压器、电抗器、电容器、保护元件等单元组合而成。控制系统由微机实时检测电能质量、实现智能投入、切除电容器组调节系统功率因数的目的。当控制器检测实时功率因数,自动判断出需投入的电容器组数,控制器对指定的晶闸管阀输出控制信号、使之导通将电容器组投入运行;当负载无功功率低于整定值时,控制器对对应的晶闸管阀停止发送触发信号,晶闸管阀导通截止,电容器组退出运行。以上工作状态完全自动进行,确保投切电容器无冲击、无涌流、无过渡过程。
1、 晶闸管阀组结构 
高压热管散热结构10kV和6KV高压晶闸管阀组采用单相卧式,三相叠加立式结构,结构紧凑,占地面积小。10KV 和6KV
的高压晶闸管阀组串联一定数量的晶闸管;其它附件还有散热器、均压/阻尼电容器和电阻器、高电位触发板和支撑架等。
(a) 晶闸管选用ABB原装进口6500V元件,光元件选用美国原装进口元件,有利晶闸管阀长期可靠运行。
(b) 单相10kV晶闸管阀组单臂半波共串联10个6500V晶闸管元件。单相6kV晶闸管阀组单臂半波共串联6个6500V晶闸管元件。说明元件电压使用裕度足够大。
(c) 热管散热器采用乌克兰技术生产,散热效率高(是银的1000倍左右),结构紧凑、噪音小、提高了设备的安全性和稳定性。
(d) 高电位板采用ABB转让技术,集触发脉冲整形与硅元件状态检测功能于一体;电路板所有功能全部采用无源电路,电路板无需外供电源,极大提高了电路板工作的可靠性。
(e)均压电容器采用自愈式金属化膜电容器,金属化膜采用进口的边缘加厚的锌铝复合金属化膜做主材,产品具有优良的自愈性能,电容量损失小,抗浪涌能力强。阻尼电阻器采用专为电力机车整流装置配用的大功率绕线电阻器,散热效率高,抗浪涌能力强,性能稳定。
(f)阀室内配备大功率空调,可以将热管散出的热量迅速排除室外,保持室温恒定,有利于晶闸管阀的长期运行。
2、控制柜结构
高压TSC控制柜由无功调节控制器、硅元件状态监视器、专用大容量备用电源装置(UPS)及相应的指示仪器仪表、按钮等组成。无功调节控制器采用DSP+MPU双处理器架构,其中,DSP采用国外进口高速浮点信号处理器,MPU采用工业级嵌入式处理器;光端收发器由光发射板、光接收板、缓冲器板和电平分配板组成。
a) 无功调节控制器是TSC系统实现动态无功控制策略和晶闸管阀运行监控的神经中枢,实现下述功能:
    ——原始输入信号调理 
    ——手动/自动转换 
    ——AD数据采集转换 
    ——无功补偿和负序补偿计算
    ——调节线性化 
    ——投切指令产生 
    ——晶闸管阀事故报警处理 
    ——远传TSC晶闸管阀信息和执行工作站命令
 b) 硅元件状态监视器实时监视高压TSC晶闸管阀组阀体各硅元件状态,液晶显示。画面简洁、直观,根据监视结果,发出告警或故障信号。便于值班人员及时判断处理。
 3、可控硅触发电路系统
晶闸管阀串在中压电网中工作,当触发瞬间或晶闸管阀串在正常导通时,每只管子的压降极低,约为2V,触发电流为几百毫安。当晶闸管阀串停止工作时,电容器通过二极管串充电,充电电压大约等于电网线电压的峰值,晶闸管阀串要承受电网的交流电压和电容器的直流电压之和,所以选择二极管和晶闸管阀串的耐电压值至少要高于电网额定线电压的六倍。在这种情况下,控制回路与主回路的绝缘问题尤为重要。触发回路发出触发命令传到中压晶闸管阀串工作。只有做到触发回路与主回路的绝缘,才能保证系统的安全。可控硅触发电路主要由光电转换装置、脉冲变压器组成。
 a)触发器的同步信号取自电网电压,经同步变压器降压驱动光耦后作为同步信号,触发器接到触发命令后,产生180°或120°宽脉冲的触发命令,再通过光纤传递给脉冲功放产生脉冲列信号,经过磁隔离变压器隔离,触发晶闸管。
  b)磁隔脉冲变压器磁隔离变压器提供同一组晶闸管阀串相同的触发脉冲信号,即触发脉冲信号同时开始、同时停止,以保证阀串同时导通。并且磁隔离变压器起到低压控制回路与中压主回路绝缘、隔离的作用。专门用于多个晶闸管串联系统的特种脉冲变压器,可满足3-12个晶闸管串联同时触发的需要。其结构和工艺上保证了多绕组输出脉冲的上升沿时间误差小于0.2μs,脉冲上升沿陡度可达2A/μs,适合触发电流容量在50~4000A范围内的晶闸管,良好的性能,保证了触发系统的安全性,可靠性和稳定性。
 4、电容器和电抗器
 单相并联电容器可以要据供电系统和现场负荷的情况选择不同型号的电容器;单相串联电抗器可以根据供电系统和现场负荷的情况选择不同电抗率的电抗器,电抗器也可以根据现场的负荷和用户的要求选择干式铁芯、干式空芯电抗器。
  5、技术特点:
★时跟踪负荷变化,动态补偿无功功率,提高系统功率因数;
★采用光纤触发技术,实现一次系统与二次系统的电气隔离,解决干扰问题,做到了高可靠性和控制性;
★采用进口晶闸管控制投切电容器组,真正实现电容器组过零投切,无浪涌电流,提高了设备的使用寿命;
★电容器组投切过程中无浪涌电流、无操作过电压,无电弧重燃现象;
★ 动态抑制系统谐波,改善电压畸变率,主回路设计充分考虑电容器组对谐波电流的放大问题,保证设备安全运行,可靠工作
★ 控制器实现全数字化,液晶显示,具有联网通讯功能;
★ 控制器具有高可靠性,而且操作简单,与系统连接时,不需要考虑交流系统相序,补偿器保护措施齐全;
★ 闸管阀体电路参数精心设计,发热量小,设备结构紧凑,占地面积小;
★ 控制柜与晶闸管阀体之间信息传递全部采用高压光纤实现,无任何电气联系,彻底解决了控制低压侧和高压侧的电气绝缘问题;
★ 专用的晶闸管阀监控单元能够实时监测晶闸管阀体中每只晶闸管的运行状态,液晶显示,画面直观、简洁。
★ 采用独特的自取能供电和高精密直流电源为晶闸管阀体高压控制电路供电,电源输出容量大、可靠性高且电能质量稳定;
★ 设备自身无谐波电流产生、无投切过渡过程;
★ 适用于无功负荷冲击频繁波动的场合;
★ 改善电压质量,稳定系统电压,抑制电压闪变;
★ 降低网损,高效节能,提高电气设备
6、技术参数:
  ★ 系统电压等级:10kV及以下电压等级
  ★ 系统频率:50Hz
  ★ 系统响应时间:<20ms
  ★ 控制电源:220V
  ★ 电容器接线:三角型
        ★ 电容器分组:300、600、900、1200、1800、2400KVAR等 


咨询电话:0710-3555808