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      風電場設備選型--無功補償斷路器的選擇

         日期:2018-08-09     來源:中國節能在線    瀏覽:93    評論:0    

        按照斷路器采用的滅弧介質和滅弧方式可分為:多油式斷路器、少油式斷路器、壓縮空氣高壓斷路器、SF6斷路器、真空斷路器等。目前,新能源升壓站建設中用的較多的是真空斷路器和SF6斷路器。在施工圖設計過程中,針對35kV無功補償的斷路器是選用真空斷路器還是SF6斷路器的意見不一致。在風電場集中建設的時期,如何降低投資造價是各位業主尤其關注的交點,下面針對“35kV無功補償的斷路器選擇是選用真空斷路器還是SF6斷路器”展開討論。

        1、無功補償的分類:

        無功補償的常用裝置有:同步調相機(較少使用)、靜止補償裝置、靜止無功發生器。

        靜止無功補償裝置(SVC)可分為電磁型和晶閘管控制型兩大類。晶閘管控制型SVC主要類型有晶閘管控制電抗器(TCR)型、晶閘管投切電容器(TSC)型、以及這兩者的混合裝置TCR+TSC型和晶閘管控制電抗器與固定電容器的混合裝置TCR+FC型、晶閘管控制電抗器與機械投切電容器的混合裝置TCR+MSC型等。其中,TCR與TSC型原理圖如下所示:

      風電場設備選型--無功補償斷路器的選擇

        靜止無功發生器(SVG)采用GTO構成的自換相變流器,通過電壓電源逆變技術提供超前和滯后的無功,進行無功補償。目前有直掛式和變壓器式兩種型式。直掛式SVG原理圖如下所示:

      風電場設備選型--無功補償斷路器的選擇

        SVG與SVC的最大區別是,無功調節不是通過控制容抗或感抗的大小實現的,因而,無需直接與系統連接的電容器或電抗器,不存在系統諧振問題,而且大大減小了設備的體積。相同容量情況下, SVG的體積約為SVC的三分之一。

        2、高壓斷路器的選用:

        高壓斷路器是一種專用于斷開或接通電路的開關設備,它有完善的滅弧裝置。斷路器在開斷交流電路時,隨著電流每半周過零一次,電弧將自然暫時熄滅。過零后電弧是否重燃,取決于弧隙中游離過程和去游離過程的競爭結果。如果弧隙游離過程強于去游離過程,電弧就會重燃;如果在電流過零時,采取有效措施,加強弧隙的冷卻,使弧隙介質的能力達到不會被弧隙外施電壓擊穿的程度,電弧就不會重燃而最終熄滅。

        電流過零時電弧熄滅,而弧隙的絕緣能力要恢復到正常狀態需要一定的時間,此過程為弧隙介質強度的恢復過程,以能耐受的電壓即介質強度恢復電壓ud(t)表示。而弧隙電壓因電容、電感的存在,也需要經過電壓恢復過程,以弧隙恢復電壓ur(t)表示。斷路器開斷交流電路時,熄滅電弧的條件是ud(t)>ur(t)。

        SVC無功調節是通過控制容抗或感抗的大小實現的,因電容器的存在,使得弧隙恢復電壓瞬時較高,如高于介質強度恢復電壓,電弧重燃,因電弧的重燃產生的能量比較大,很容易造成斷路器的損壞或在系統中產生過電壓。因此在開斷電流能力相同的情況下,SVC應選用絕緣性能強,滅弧能力高的SF6斷路器作為開斷開關。

        而SVG無功調節因無電容器的存在,可選用電弧電壓低的真空斷路器作為開斷開關。

        3、結論:

        如采用SF6斷路器,后期必須加裝SF6監測裝置,后期運行維護有SF6泄露的危險,且對環境及運行人員安全存在一定隱患,因此,如選用SVG無功補償裝置,在相同開斷能力的真空斷路器與SF6斷路器,易選用在價格及運行維護均有優勢的真空斷路器。如選用SVC無功補償裝置,易選用絕緣性能強,滅弧能力高的SF6斷路器。

       
      標簽: 風電場
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