LR-DM-2020智能综合模块
2011-07-29 20:35:20 来源: 兰瑞电气 有人查看
LR-DM-2020智能综合模块
一、综合模块概述
LR-□MZ系列和LR-C□系列综合模块是0.4KV低压配电网高效节能、降低线损、提高功率因数和电能质量的新一代无功补偿设备。它由智能测控单元，晶闸管复合开关电路，线路保护单元，两台(△型)或一台(Y型)低压电力电容器构成。替代常规由智能控制器、熔丝、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等散件在柜内和柜面由导线连接而组成的自动无功补偿装置。模块为上下分体式模块结构。上面为智能测控、开关、保护等单元组成的模块，下面为两台(△型) 或一台(Y型)低压电力电容器构成的模块。上下模块可快速组装和拆卸、维修、维护极为方便。综合模块有共补、分补两种，既可单台使用，也可多台组网构成补偿系统使用。采用“过零投切”技术，确保电容器投切无涌流，无过压，无电弧，而且能够满足三相不平衡场合的混合补偿要求。
综合模块集成了现代测控，电力电子，网络通讯，自动化控制，电力电容器等先进技术。改变了传统无功补偿装置落后的控制器技术和落后的机械式接触器或机电一体化开关作为投切电容器的投切技术，改变了传统无功补偿装置体积庞大和笨重的结构模式，从而使新一代低压无功补偿设备具有补偿效果更好，体积更小，功耗更低，价格更廉，节约成本更多，使用更加灵活，维护更加方便,使用寿命更长，可靠性更高的特点，适应了现代电网对无功补偿的更高要求。
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现有无功补偿装置缺点 |
综合模块优点 |
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一.控制器技术落后 1. 控制物理量为功率因数型， 投切过程中易产生投切震荡。重载时，无功不能得到充分补偿。 2.控制器易死机，造成不补偿或过补偿。 3. 功率因数型或功率因数复合型控制器， 低负荷不能闭锁投入并迅速切除，负荷跌落后易产生过补偿。 4. 绝大部分控制器不可以共分补混合控制， 无通信接口，保护功能不全。 |
一.控制器技术先进 1. 控制物理量为无功功率型， 采用无功潮流预测和延时多点采样技术，确保投切无震荡。重载时，无功得到充分补偿。 2. 控制器采用超强抗干扰单片机双看门狗设计， 整机系统自检，确保工作中不死机，不会产生不补偿或过补偿。 3. 低负荷闭锁投入并迅速切除在投电容， 防止负荷跌落产生的过补偿。 4. 可三相独立采样， 实现共分补混合控制功能； 设有过压、欠压、过流、缺相、开关故障、三相不平衡， 环境温度超值等保护；具有通信接口，可以联网运行。 |
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二.投切开关技术落后 1. 采用机械式接触器， 投切电容时产生高倍涌流，切除时产生过电压， 造成开关触点损坏或粘死以及电容器起鼓和容量衰减； 而且补偿速度慢， 不可频繁投切，功耗、噪音大。不可分相补偿控制。 2. 采用纯电子（ 可控硅） 开关投切， 功耗很大， 温度高，开关易燃毁。 3. 现有的复合开关或其它类型的机电一体化开关体积大，“ 过零投切” 技术不到位， 可控硅保护不够， 所以此类开关故障率极高。 |
二.投切开关技术先进 开关由晶闸管和大功率磁保持继电器、过零触发导通电路、晶闸管保护电路构成。实现真正过零投切， 无涌流， 无操作过电压， 动作响应速度快， 可频繁操作， 功耗低、体积小， 能方便实现分相补偿控制。具有故障率极低，使用寿命长的特点。 |
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三.结构落后 靠分立器件组装的成套装置体积庞大、笨重。内部接线复杂， 功耗大， 安装接线耗时费力， 维护不便。 标准化生产和远距离运输极不方便。单台柜体装置容量小， 成本高， 只适合于室内集中补偿， 日后不利于扩容改造。 |
三.结构先进 产品为上下分体式模块化结构。体积小， 维护方便， 现场使用接线极为简单， 效率高， 功耗小， 省时省力。标准化生产和远距离运输很方便。单台柜体装置容量大， 成本低， 既适合就地补偿， 分散补偿， 也适合集中补偿。日后扩容改造只需增加模块数量即可。 |
表1. 现有无功补偿装置与综合模块比较
三、综合模块功能、主要技术特点和指标
1. 综合模块的功能
a. 常规产品与综合模块实物等效图比较（等容量）
图1. 常规产品实物图 图2. 综合模块实物图
b.常规产品与综合模块接线电气原理图比较
图3. 三相补偿常规产品原理图 图4. 三相补偿综合模块原理图
图5. 分相补偿常规产品原理图 图6. 分相补偿综合模块原理图
2. 主要技术特点和指标
a. 综合模块设有人机对话窗口，电容器投切状态指示，电子复合开关故障指示，通讯接口，电源端子，手动、自动切换开关等。可以方便地设置过压、欠压、电容器过温度等保护定值、电容容量、CT变比，同台或不同组电容投切间隔等参数，还可以方便地查询电流、电压、无功功率等设备运行参数。
b. 综合模块的控制器采用超强抗干扰单片机及双看门狗设计。开机自检并复归输出回路，使输出回路处于断开状态，防止控制器工作中死机产生不补偿或过补偿，采用无功功率作为控制物理量并运用延时多点采样技术，防止电容器投切震荡。低负荷闭锁控制，确保负荷瞬间跌落情况下可能产生的过补偿。
c. 综合模块能根据负荷无功功率的大小自动投切，动态补偿无功功率，改善电能质量。单台使用，实现就地（随机）四级自动无功补偿；多台联机构成系统使用，实现分散和集中补偿。模块共有两种：三相共补和三相分补，完全适应三相平衡和三相不平衡补偿以及混合补偿的要求。
d. 综合模块的投切控制开关采用先进的复合开关技术。可控硅过零触发采用光电触发方式，实现一次系统和二次系统隔离。复合开关电路具有完备的过电压（dv/dt），过电流（di/dt）保护电路，确保开关投切可靠寿命30万次以上。开关投切过程为等电压投，零电流切，即“过零投切”。因此，电容器投切过程无涌流冲击，无切除过电压，无电弧现象，延长了设备的使用寿命。
e. 综合模块能快速动态补偿无功功率，同台电容投→切→投，静态补偿一般响应时间10s，动态补偿一般相应时间为1s（可根据现场设定）；不同组电容为循环投切，一般响应时间5s(可设定)；冲击性负荷场合，响应时间可设定小于5s。
f. 综合模块具有停电保护，短路保护，电压、电源缺相保护，电容器过温度保护功能，减小设备故障，延长使用寿命。
g. 综合模块控制器及开关模块采用低功耗设计，具有功耗更小，发热更少的特点。
四、综合模块具体使用设计方案
1. 设计选型综合考虑因素
a. 谐波含量及分布：配电系统可能产生的电流谐波次数与幅值及电压谐波总畸变率，根据谐波含量确定补偿方案。
b. 负荷类型：配电系统线性负荷和非线性负荷占总负荷比例，根据比例确定补偿方案。
c. 无功需求：配电系统中如果感性负荷比例大则无功需求大，补偿容量应增大。
d. 负荷变化情况：配电系统中若静态负荷多，则采用静态补偿，若频繁变化负荷多则采用动态跟踪补偿较合适。
e. 三相平衡性：配电系统中若三相负荷平衡则采用三相共补，若三相负荷不平衡则采用分相补偿或混合补偿。
2．设计方案参考表
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非线性负荷比例 （谐波含量） |
设计方案 |
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静态负荷 三相平衡 |
静态负荷 三相不平衡 |
频繁变化负荷、 三相平衡 |
频繁变化负荷、 三相不平衡 |
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负荷中非线性设备 ≤15%变压器容量 即主要为线性负荷，谐波不超标场合 |
1.三相共补 2.复合开关 过零投切 |
1.分相补偿 或混合补偿 2.复合开关 过零投切 |
1.三相共补 2.可控硅开关 动态投切 |
1.分相或混合补偿 2.可控硅开关 动态投切 |
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可选型号 |
可选型号 |
可选型号 |
可选型号 |
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LR-□MZS LR-C□S |
LR-□MZS/F LR-C□S/F |
LR-L□DMZS(W) |
LR-L□DMZS(W) LR-L□DMZF(W) |
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五、普通型综合模块及配套产品设计使用选型如下：
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补偿方式 |
容量（kvar） |
名称 |
规格型号 |
备注 |
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三相共补 △ |
20+20 |
普通型模块 |
LR-□MZS/450-20.20 |
谐波含量在国标范围内的应用场合 |
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20+10 |
LR-□MZS/450-20.10 |
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10+10 |
LR-□MZS/450-10.10 |
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10+5 |
LR-□MZS/450-10.5 |
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控制64路 |
控制器 |
LR-□KGT |
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指示72路 |
指示器 |
LR-□MXS |
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分相补偿 Y |
20 |
综合 模块 |
LR-□MZF/250-20 |
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10 |
LR-□MZF/250-10 |
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5 |
LR-□MZF/250-5 |
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控制64路 |
控制器 |
LR-□KFT |
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指示72路 |
指示器 |
LR-□MXF |
