風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備選型--無功補(bǔ)償斷路器的選擇
按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)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(shè)中用的較多的是真空斷路器和SF6斷路器。在施工圖設(shè)計(jì)過程中,針對(duì)35kV無功補(bǔ)償?shù)臄嗦菲魇沁x用真空斷路器還是SF6斷路器的意見不一致。在風(fēng)電場(chǎng)集中建設(shè)的時(shí)期,如何降低投資造價(jià)是各位業(yè)主尤其關(guān)注的交點(diǎn),下面針對(duì)“35kV無功補(bǔ)償?shù)臄嗦菲鬟x擇是選用真空斷路器還是SF6斷路器”展開討論。
1、無功補(bǔ)償?shù)姆诸悾?/strong>
無功補(bǔ)償?shù)某S醚b置有:同步調(diào)相機(jī)(較少使用)、靜止補(bǔ)償裝置、靜止無功發(fā)生器。
靜止無功補(bǔ)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(jī)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:
靜止無功發(fā)生器(SVG)采用GTO構(gòu)成的自換相變流器,通過電壓電源逆變技術(shù)提供超前和滯后的無功,進(jìn)行無功補(bǔ)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:
SVG與SVC的最大區(qū)別是,無功調(diào)節(jié)不是通過控制容抗或感抗的大小實(shí)現(xiàn)的,因而,無需直接與系統(tǒng)連接的電容器或電抗器,不存在系統(tǒng)諧振問題,而且大大減小了設(shè)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(guān)設(shè)備,它有完善的滅弧裝置。斷路器在開斷交流電路時(shí),隨著電流每半周過零一次,電弧將自然暫時(shí)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(jìng)爭(zhēng)結(jié)果。如果弧隙游離過程強(qiáng)于去游離過程,電弧就會(huì)重燃;如果在電流過零時(shí),采取有效措施,加強(qiáng)弧隙的冷卻,使弧隙介質(zhì)的能力達(dá)到不會(huì)被弧隙外施電壓擊穿的程度,電弧就不會(huì)重燃而最終熄滅。
電流過零時(shí)電弧熄滅,而弧隙的絕緣能力要恢復(fù)到正常狀態(tài)需要一定的時(shí)間,此過程為弧隙介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)過程,以能耐受的電壓即介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)電壓ud(t)表示。而弧隙電壓因電容、電感的存在,也需要經(jīng)過電壓恢復(fù)過程,以弧隙恢復(fù)電壓ur(t)表示。斷路器開斷交流電路時(shí),熄滅電弧的條件是ud(t)>ur(t)。
SVC無功調(diào)節(jié)是通過控制容抗或感抗的大小實(shí)現(xiàn)的,因電容器的存在,使得弧隙恢復(fù)電壓瞬時(shí)較高,如高于介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)電壓,電弧重燃,因電弧的重燃產(chǎn)生的能量比較大,很容易造成斷路器的損壞或在系統(tǒng)中產(chǎn)生過電壓。因此在開斷電流能力相同的情況下,SVC應(yīng)選用絕緣性能強(qiáng),滅弧能力高的SF6斷路器作為開斷開關(guān)。
而SVG無功調(diào)節(jié)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(guān)。
3、結(jié)論:
如采用SF6斷路器,后期必須加裝SF6監(jiān)測(cè)裝置,后期運(yùn)行維護(hù)有SF6泄露的危險(xiǎn),且對(duì)環(huán)境及運(yùn)行人員安全存在一定隱患,因此,如選用SVG無功補(bǔ)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(jià)格及運(yùn)行維護(hù)均有優(yōu)勢(shì)的真空斷路器。如選用SVC無功補(bǔ)償裝置,易選用絕緣性能強(qiáng),滅弧能力高的SF6斷路器。
責(zé)任編輯:電改觀察員
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