HWTSC

合肥华威自动化有限公司技术交流资料（一）第1页共16页HWTSC低压快速动态无功功率补偿装置合肥华威自动化有限公司2011·9合肥华威自动化有限公司技术交流资料（一）第2页共16页目录一、低压无功补偿的三种控制方式比较.........................................................................................4二、TSC一般性主接线原理图.........................................................................................................5三、HWTSC一次接线的改进..........................................................................................................6四、HWTSC的核心器件..................................................................................................................74.1HWKST－16E控制器............................................................................................................74.2HWTSC大功率过零投切开关...............................................................................................74.3TSC装置中的氧化锌避雷器..................................................................................................84.4HWTSC的柜体.......................................................................................................................8五、HWTSC的保护..........................................................................................................................9六、HWTSC的产品系列................................................................................................................106.1HWTSC单柜一次系统图.....................................................................................................106.2HWTSC典型方案表.............................................................................................................116.2.1三相共补典型单柜方案表............................................................................................116.2.2混合补偿典型单柜方案表............................................................................................126.2.3全分相补偿典型单柜方案表........................................................................................136.2.4HWTSC型号说明........................................................................................................13七、HWTSC的参数选取................................................................................................................14八、HWTSC的3C证书.................................................................................................................16合肥华威自动化有限公司技术交流资料（一）第3页共16页传统的接触器投切电容器熔丝Ir=630.0A合肥华威自动化有限公司技术交流资料（一）第4页共16页TSC是晶闸管投切电容器（ThyristorSwitchingCapacitor）的简称，是采用分组投切方式进行快速无功自动补偿的一种先进的控制方法。其特点是：响应快速、适应面广、简单易用、长寿命、免维护。目前，TSC装置在低压无功补偿中应用普遍，在高压无功补偿中亦有应用。HWTSC－0.4系列是低压快速无功自动补偿产品，通过多年的不断探索和实践，其主电路和控制电路已完全成熟稳定，并成功运行在省内外各个不同的工况环境中，获得了满意的运行效果。一、低压无功补偿的三种控制方式比较比较内容接触器投切复合开关投切晶闸管投切比较结果涌流抑制能力20ICN5ICN2.5ICNTSC的涌流最小动态响应时间＞1min≥0.8s≤20msTSC响应速度快放电措施静态补偿无需放电动态补偿需放电快速补偿无需放电TSC快速简捷触点形式有触点无触点触发有触点运行无触点TSC投切无火花触发方式上电触发过零触发交换运行分相过零直接运行TSC触发技术先进运行状态噪声高噪声低无噪声TSC静音运行开关寿命半年2年以上5年以上TSC使用寿命长装置成本低中高TSC性价比较高适应工况范围低速波动负荷中速波动负荷全工况覆盖TSC应用面广通风散热措施空气自然散热空气自然散热专用温控风冷TSC散热系统复杂柜体尺寸要求常规常规较大TSC柜体要求较大注：GB50227-20085.5.3：电容器合闸涌流宜取20倍GB/T15576-20086.10.4：电子开关及复合开关涌流应限制在5倍以下，机电开关100倍以下。GB/T15576-20086.13：电子开关或复合开关的动态响应时间应不大于1s。GB/T15576-20086.10.2：采用机电开关再次投入电容器时，其剩余电压应低于10％UN。JB/T9663-19993.9：静态无功功率补偿，延时时间＞5s。JB/T9663-19993.9：动态无功功率补偿，延时时间＜5s。合肥华威自动化有限公司技术交流资料（一）第5页共16页通过上述分析比较可见，TSC补偿装置具有如下特点：1.优点1)适应面广，任何工况环境下（常规环境、谐波环境、冲击性负荷、快速变化负荷等）均可使用。2)无触点静音运行，使用寿命长。3)响应速度快，动态响应时间＜20ms。4)抑制涌流效果好，电容器投入涌流＜2.5ICN。5)性价比高，补偿效果好，节能降耗明显。6)运行安全，基本上免维护。2.缺点1)需要带温度自动控制的风冷装置2)柜体内部需要有足够的散热空间（特别在电抗率较大时）二、TSC一般性主接线原理图CCLLCLCMKMKMKLCCCT0.4kVQFMKMKLCCT0.4kVQFMKMKLLCCCT0.4kVQF图一由图可见，TSC的主接线基本有3种方式：合肥华威自动化有限公司技术交流资料（一）第6页共16页1.分相补偿，用于三相不平衡负荷；2.外角接三相共补，用于三相平衡负荷；3.内角接三相共补，用于三相平衡负荷；三、HWTSC一次接线的改进1)在图一中，三相共补的晶闸管开关采用了2相控制的方式，其中有一相电源直接与电容器相连。这种方法成本较低，正常情况下控制功能良好，但在异常情况下，安全性较低。2)在图一的分相补偿电路中，电抗器采用后置方式，在抑制谐波和涌流方面没有问题，但对抑制短路电流不利。HWTSC的改进电路如下：1)三相共补型TSC采用3管三相内角接控制，提高装置的可靠性。2)分相补偿型TSC采用电抗器前置结构，提高装置抑制短路电流的能力。分相补偿支路图三相内角接支路图图二合肥华威自动化有限公司技术交流资料（一）第7页共16页四、HWTSC的核心器件4.1HWKST－16E控制器由于TSC的动态快速响应特性，要求其配套控制器的响应速度要高于静态补偿控制器。采用普通单片机为内核的控制器无法满足其快速响应的动态特性。华威公司为TSC装置专门开发了HWKST－16E控制器，是确保TSC装置可靠运行的核心器件。其主要特点如下：采用DSP高速数字处理芯片为内核，满足了快速响应的要求。三相电压和三相电流采样，全面分析电力系统运行状态，适时进行分相或平衡补偿。人机界面友好，实时显示系统运行参数、谐波参数、和显示电压电流波形的示波器功能。控制灵活，控制参数、系统参数、保护参数等，均能根据实际需要在现场进行设置。保护完善，具有过压、欠压、缺相、谐波超限等保护和自检功能。自动化程度高，具有3个月运行数据统计备查，串行通讯、无线通讯、GPRS通讯等功能。4.2HWTSC大功率过零投切开关TSC电子开关是TSC装置的执行器件，其动作的灵敏性、可靠性、故障率等指标，直接决定了成套装置的补偿效果和投资效益。其中值得注意的有以下内容：TSC开关的核心技术是实现过零投切，其过零触发电路必须有效，否则，TSC的快速响应和涌流抑制功能将无法实现，成套装置亦将无法正常运行。由于电容器的储能特性和电压不突变特性，使运行中晶闸管的耐压可能达到3倍的系统额定电压值，考虑到变电站的系统电压偏高，晶闸管的耐压值还应进一步提高裕度。在TSC装置中，晶闸管是电容器的一次主开关，而电容器又具有电流突变特性，因此，晶闸管的额定电流值必须满足被控电容器电流值的通断需要，为安全起见，还应留有充分的裕度。在负荷快速变化的情况下，TSC装置会快速频繁投切，必须采取有效的di/dt，du/dt限制措合肥华威自动化有限公司技术交流资料（一）第8页共16页施，否则，晶闸管开关将极易损坏，给用户造成不必要的损失。由于晶闸管导通时其PN结温度较高，须配套完善可靠的风冷系统，保证电子开关的运行安全。TSC开关必须具有掉电保护功能，一旦系统失电，应自动迅速退出已投电容器，闭锁控制输出回路，避免电容器非预期的长期挂网。4.3TSC装置中的氧化锌避雷器TSC装置中的避雷器有2个作用：1)防雷作用：当系统母线遭遇雷击过电压时，避雷器迅速导通释放能量，保护母线安全。2)操作过电压：由于电容器具有储能和电压不突变特性，在其频繁投切过程中，有可能出现操作过电压，此时，避雷器迅速导通释放能量，保护装置的安全。在GB50227－2008的设计规范中，明确规定“5.7.1用于并联电容器装置操作过电压保护的避雷器，应采用无间隙金属氧化物避雷器。”氧化锌避雷器在并联电容器装置中具有非常重要的作用，在GB50227的第4.2.8、4.2.9、5.7.1、5.7.2等多个条款中，进行了文字和图形的详细描述。因此，无功补偿装置中的氧化锌避