近年来，无功补偿对电力系统的重要性越来越被人广泛认识。各种研究结果表明，在低压侧进行无功补偿是最科学合理的，其使用量大、涉及面大，且用量必将越来越大。但目前低压无功补偿装置的运行可靠性却不尽如人意，严重影响着人们使用低压无功补偿装置的积极性。因此，研究影响低压无功补偿装置可靠性的原因，对提高无功补偿装置可靠性十分重要。

　　从低压无功补偿装置的构成而言，主要由电容器、投切用开关元件和控制器3部分组成。其中，投切用开关元件为操作执行元件，其性能好坏对低压无功补偿装置的可靠性的高低起着致关重要的作用。本文将以无功补偿装置的开关元件为对象，对目前广泛使用晶闸管、接触器、复合开关，最新研制的WLZ2-200型低涌流真空开关，共4种开关元件的功耗进行试验研究。由此对开关元件在运行中的可靠性进行评价，以供生产厂家和用户在选型中参考。

1 试验研究的依据

　　目前，低压无功补偿装置的投切开关元件经历了从普通接触器、晶闸管、专用接触器，到复合开关，再到WLZ-200型低涌流真空断路器的发展历程， WLZ-200型低涌流真空断路器为第3代低压无功补偿装置用投切开关元件。其发展历程始终围绕着解决投切的涌流、开关的发热这2个问题展开。就目前技术而言，投切的涌流问题已基本得到解决，但低压无功补偿装置的可靠性仍不高，可见投切用开关元件的发热问题是至关重要的原因。基于这点，本文以目前常用投切开关为研究对象进行其损耗状况的研究，这是一种技术发展的必然趋势。   

2 试验方法介绍



2.1 试验方法及接线

　　以400V，30kvar的无功补偿柜为研究对象，在柜体、电容器及连接线均保持不变的情况下，仅变换不同的开关元件来测量开关元件的功率损耗值。试验接线图如图1所示。

K1—总回路断路器；V—电压表； A—电流表；

C—电容器；K2A、K2B—电容器投切开关元件

    
图1 试验接线图

表1 各开关元件性能参数


试品型号及名称
开关额定

电压/V
开关额定

电流/A
装置额定

电流/A

WLZ2－200型低涌流真空开关
400
200
43

CFC26511型接触器
400
60
43

PPFK－45－380（Δ） －2型复合开关
380
60
43

MCC44－18型晶闸管
1600
80
43

3 试验结果及分析



　　经试验，各开关元件在装置额定电流作用下的接点电压降及功率损耗如表2所示。

表2 开关元件试验结果 　　


试品型号及名称
开关接

点号
开关接点

电压降/V
开关接点

功耗/W


WLZ2 - 200型低涌流真空开关
W-1
0.0186
0.80


W-2
0.0135
0.58


PPFK - 45 - 380（Δ） - 2型复合开关
P-1
0.0720
3.10


P-2
0.0733
3.15


CFC26511型接触器
C-1
0.0930
4.00


C-2
0.1095
4.71


MCC44 - 18型晶闸管
M-1
1.089
46.83


M-2
1.085
46.66

　　从试验结果可看到：在所有开关元件中，晶闸管的功率损耗最大，接触器次之，复合开关第三，WLZ2-200型低涌流真空开关功耗最小。

　　晶闸管虽有很好的投切性能，但由于晶闸管发热导致了无功补偿装置运行条件恶化，所以组成的无功补偿装置运行可靠性并不高。接触器虽然功率损耗下降了，但因其投切性能不好，故无功补偿装置可靠性也不高。复合开关虽兼顾了晶闸管投切性能好和接触器接点功率损耗小的优点，但如果将复合开关与WLZ2-200型真空开关的接点功率损耗进行对比，不难看出复合开关的接点功率损耗远大于真空开关的接点功率损耗，这表明复合开关的机械触点压力偏小。由于其触点压力偏小、接点功率损耗偏大，所以易导致接点发热氧化，并进一步恶化运行条件，甚至烧毛、熔化。这也是虽较由复合开关构成的无功补偿装置的可靠性在单独使用时较由晶闸管或接触器构成的无功补偿装置的可靠性高，但最终结果却不能令人满意的原因。因此，改进其触点压力、降低接点功率损耗，是防止开关元件发热氧化，甚至熔焊的有效手段，对提高无功补偿装置运行可靠性有着十分积极的作用。

4 结论



（1） 开关元件功率损耗的大小对无功补偿装置的运行可靠性有着十分密切的影响。

（2） WLZ2-200型低涌流真空开关接点功率损耗最小，是较适合用作无功补偿装置的开关元件。

（3） 减少开关元件的接点功耗是改进无功补偿装置用开关元件质量，提高无功补偿装置运行可靠性的重要内容。

5 参考文献



［1］ 高宇英，刘乾业. 智能型低压无功补偿装置若干问题的探讨. 电容器,2002(2):43～47.

［2］ 高志利，李利，段永杰. 复合开关及其在无功补偿中的应用.2004年全国电力网无功/电压技术研讨会论文集.北京:中国电力出版社,2004：203～205.

［3］ 王蓉，杨昌兴，王会平. 低压并联电容器装置技术特点和发展趋势.电力电容器,2003(2):24～28.