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    北京藍博特電氣有限公司
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    LBT-ZM-2020智能綜合模塊
    一、綜合模塊概述 
    LBT-MZ系列和LBT-C□系列綜合模塊是0.4KV低壓配電網高效節能、降低線損、提高功率因數和電能質量的新一代無功補償設備。它由智能測控單元,晶閘管復合開關電路,線路保護單元,兩臺(△型)或一臺(Y型)低壓電力電容器構成。替代常規由智能控制器、熔絲、復合開關或機械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內和柜面由導線連接而組成的自動無功補償裝置。模塊為上下分體式模塊結構。上面為智能測控、開關、保護等單元組成的模塊,下面為兩臺(△型) 或一臺(Y型)低壓電力電容器構成的模塊。上下模塊可快速組裝和拆卸、維修、維護極為方便。綜合模塊有共補、分補兩種,既可單臺使用,也可多臺組網構成補償系統使用。采用“過零投切”技術,確保電容器投切無涌流,無過壓,無電弧,而且能夠滿足三相不平衡場合的混合補償要求。
    綜合模塊集成了現代測控,電力電子,網絡通訊,自動化控制,電力電容器等先進技術。改變了傳統無功補償裝置落后的控制器技術和落后的機械式接觸器或機電一體化開關作為投切電容器的投切技術,改變了傳統無功補償裝置體積龐大和笨重的結構模式,從而使新一代低壓無功補償設備具有補償效果更好,體積更小,功耗更低,價格更廉,節約成本更多,使用更加靈活,維護更加方便,使用壽命更長,可靠性更高的特點,適應了現代電網對無功補償的更高要求。
    二、現有無功補償裝置與綜合模塊比較
     
    現有無功補償裝置缺點
    綜合模塊優點
     
     
    一.控制器技術落后
     1. 控制物理量為功率因數型, 投切過程中易產生投切震蕩。重載時,無功不能得到充分補償。
     2.控制器易死機,造成不補償或過補償。
     3. 功率因數型或功率因數復合型控制器, 低負荷不能閉鎖投入并迅速切除,負荷跌落后易產生過補償。
     4. 絕大部分控制器不可以共分補混合控制, 無通信接口,保護功能不全。
     
     
    一.控制器技術先進
     1. 控制物理量為無功功率型, 采用無功潮流預測和延時多點采樣技術,確保投切無震蕩。重載時,無功得到充分補償。
     2. 控制器采用超強抗干擾單片機雙看門狗設計, 整機系統自檢,確保工作中不死機,不會產生不補償或過補償。
     3. 低負荷閉鎖投入并迅速切除在投電容, 防止負荷跌落產生的過補償。
    4. 可三相獨立采樣, 實現共分補混合控制功能; 設有過壓、欠壓、過流、缺相、開關故障、三相不平衡, 環境溫度超值等保護;具有通信接口,可以聯網運行。
     
     
     
    二.投切開關技術落后
     1. 采用機械式接觸器, 投切電容時產生高倍涌流,切除時產生過電壓, 造成開關觸點損壞或粘死以及電容器起鼓和容量衰減; 而且補償速度慢, 不可頻繁投切,功耗、噪音大。不可分相補償控制。
     2. 采用純電子( 可控硅) 開關投切, 功耗很大, 溫度高,開關易燃毀。
     3. 現有的復合開關或其它類型的機電一體化開關體積大,“ 過零投切” 技術不到位, 可控硅保護不夠, 所以此類開關故障率極高。
     
     
     
    二.投切開關技術先進
     開關由晶閘管和大功率磁保持繼電器、過零觸發導通電路、晶閘管保護電路構成。實現真正過零投切, 無涌流, 無操作過電壓, 動作響應速度快, 可頻繁操作, 功耗低、體積小, 能方便實現分相補償控制。具有故障率極低,使用壽命長的特點。
     
     
     
    三.結構落后
     靠分立器件組裝的成套裝置體積龐大、笨重。內部接線復雜, 功耗大, 安裝接線耗時費力, 維護不便。
    標準化生產和遠距離運輸極不方便。單臺柜體裝置容量小, 成本高, 只適合于室內集中補償, 日后不利于擴容改造。
     
     
     
    三.結構先進
     產品為上下分體式模塊化結構。體積小, 維護方便, 現場使用接線極為簡單, 效率高, 功耗小, 省時省力。標準化生產和遠距離運輸很方便。單臺柜體裝置容量大, 成本低, 既適合就地補償, 分散補償, 也適合集中補償。日后擴容改造只需增加模塊數量即可。
     
    表1. 現有無功補償裝置與綜合模塊比較
     
     
    三、綜合模塊功能、主要技術特點和指標
    1. 綜合模塊的功能
    a. 常規產品與綜合模塊實物等效圖比較(等容量)
     
                 圖1. 常規產品實物圖               圖2. 綜合模塊實物圖
    b.常規產品與綜合模塊接線電氣原理圖比較
     
     
             
                     圖3. 三相補償常規產品原理圖               圖4. 三相補償綜合模塊原理圖
       
            圖5. 分相補償常規產品原理圖      圖6. 分相補償綜合模塊原理圖
    2. 主要技術特點和指標
    a. 綜合模塊設有人機對話窗口,電容器投切狀態指示,電子復合開關故障指示,通訊接口,電源端子,手動、自動切換開關等??梢苑奖愕卦O置過壓、欠壓、電容器過溫度等保護定值、電容容量、CT變比,同臺或不同組電容投切間隔等參數,還可以方便地查詢電流、電壓、無功功率等設備運行參數。
    b. 綜合模塊的控制器采用超強抗干擾單片機及雙看門狗設計。開機自檢并復歸輸出回路,使輸出回路處于斷開狀態,防止控制器工作中死機產生不補償或過補償,采用無功功率作為控制物理量并運用延時多點采樣技術,防止電容器投切震蕩。低負荷閉鎖控制,確保負荷瞬間跌落情況下可能產生的過補償。
    c. 綜合模塊能根據負荷無功功率的大小自動投切,動態補償無功功率,改善電能質量。單臺使用,實現就地(隨機)四級自動無功補償;多臺聯機構成系統使用,實現分散和集中補償。模塊共有兩種:三相共補和三相分補,完全適應三相平衡和三相不平衡補償以及混合補償的要求。
    d. 綜合模塊的投切控制開關采用先進的復合開關技術??煽毓柽^零觸發采用光電觸發方式,實現一次系統和二次系統隔離。復合開關電路具有完備的過電壓(dv/dt),過電流(di/dt)保護電路,確保開關投切可靠壽命30萬次以上。開關投切過程為等電壓投,零電流切,即“過零投切”。因此,電容器投切過程無涌流沖擊,無切除過電壓,無電弧現象,延長了設備的使用壽命。
    e. 綜合模塊能快速動態補償無功功率,同臺電容投→切→投,靜態補償一般響應時間10s,動態補償一般相應時間為1s(可根據現場設定);不同組電容為循環投切,一般響應時間5s(可設定);沖擊性負荷場合,響應時間可設定小于5s。
    f. 綜合模塊具有停電保護,短路保護,電壓、電源缺相保護,電容器過溫度保護功能,減小設備故障,延長使用壽命。
    g. 綜合模塊控制器及開關模塊采用低功耗設計,具有功耗更小,發熱更少的特點。
    四、綜合模塊具體使用設計方案
    1. 設計選型綜合考慮因素
    a. 諧波含量及分布:配電系統可能產生的電流諧波次數與幅值及電壓諧波總畸變率,根據諧波含量確定補償方案。
    b. 負荷類型:配電系統線性負荷和非線性負荷占總負荷比例,根據比例確定補償方案。
    c. 無功需求:配電系統中如果感性負荷比例大則無功需求大,補償容量應增大。
    d. 負荷變化情況:配電系統中若靜態負荷多,則采用靜態補償,若頻繁變化負荷多則采用動態跟蹤補償較合適。
    e. 三相平衡性:配電系統中若三相負荷平衡則采用三相共補,若三相負荷不平衡則采用分相補償或混合補償。
    2.設計方案參考表
    非線性負荷比例
    (諧波含量)
    設計方案
    靜態負荷
    三相平衡
    靜態負荷
    三相不平衡
    頻繁變化負荷、
    三相平衡
    頻繁變化負荷、
    三相不平衡
    負荷中非線性設備
    ≤15%變壓器容量
    即主要為線性負荷,諧波不超標場合
    1.三相共補
    2.復合開關
    過零投切
    1.分相補償
     或混合補償
    2.復合開關
     過零投切
    1.三相共補
    2.可控硅開關
    動態投切
    1.分相或混合補償
    2.可控硅開關
    動態投切
    可選型號
    可選型號
    可選型號
    可選型號
    LBT-□MZS
    LBT-C□S
    LBT-□MZS/F
    LBT-C□S/F
    LBT-L□DMZS(W)
    LBT-L□DMZS(W)
    LBT-L□DMZF(W)
    五、普通型綜合模塊及配套產品設計使用選型如下: 
    補償方式
    容量(kvar)
    名稱
    規格型號
    備注
    三相共補
    20+20
    普通型模塊
    LBT-□MZS/450-20.20
    諧波含量在國標范圍內的應用場合
     
    20+10
    LBT-□MZS/450-20.10
    10+10
    LBT-□MZS/450-10.10
    10+5
    LBT-□MZS/450-10.5
    控制64路
    控制器
    LBT-□KGT
    指示72路
    指示器
    LBT-□MXS
    分相補償
    Y
    20
    綜合
    模塊
    LBT-□MZF/250-20
    10
    LBT-□MZF/250-10
    5
    LBT-□MZF/250-5
    控制64路
    控制器
    LBT-□KFT
    指示72路
    指示器
    LBT-□MXF