晶閘管功率模塊

　　近年來，隨著對供電質(zhì)量要求的不斷提高和節(jié)能降耗的需要，無功補償裝置的使用量快速增長。隨后各種不同無功補償裝置不斷研發(fā)推出應用，低壓電容器投切開關由簡單粗獷到理性精細經(jīng)歷了三個階段的成長。1、機械式接觸器投切電容裝置;2、復合開關投切電容裝置;3、電子式無觸點可控硅投切電容器裝置(晶閘管功率模塊)。晶閘管功率模塊由于其適應性廣泛，性能優(yōu)越，而快速占領市場，成為了無功補償裝置投切開關的主流品種之一。

　　一、各無功補償投切開關比較：

　　1、機械式接觸器投切電容裝置

　　接觸器投入過程中，電容器的初始電壓為零，觸點閉合瞬間，絕大多數(shù)情況下電壓不為零、有時可能處在高峰值(極少為零)，因而產(chǎn)生非常大的電流，也就是常說的合閘涌流。實驗表明合閘涌流嚴重時可達電容器額定電流的50倍。這不僅影響電容器和接觸器的壽命，而且對電網(wǎng)造成沖擊，影響其它設備的正常工作。為限制合閘涌流可采用串接電抗器及限流電阻，這雖然可以控制合閘涌流在額定電流的20倍以內(nèi)，但從長期運行情況來看，其故障率仍然非常高，維修費用較高。

　　2、復合開關投切電容裝置

　　復合開關投切裝置工作原理是先由可控硅在電壓過零時投入電容器，然后再由磁保持繼電器觸點并聯(lián)閉合，可控硅退出，電容器在磁保持繼電器觸點閉合下運行。因而實現(xiàn)了投入無涌流運行不發(fā)熱的目的。但為了降低成本，通常選用兩只小功率，低耐壓可控硅串聯(lián)使用，利用可控硅20ms內(nèi)電流可過載10倍額定電流的特性，過零投入，再用繼電器閉合運行。而磁保持繼電器觸點偏小，且額定機械壽命一般為5萬次，從目前投入市場使用情況看，可控硅時有擊穿，磁保持繼電器也有卡住不動作現(xiàn)象，工作不夠穩(wěn)定，故障率高。

　　3、電子式無觸點可控硅投切電容器裝置

　　可控硅投切電容器，是利用了電子開關反應速度快的特點。采用過零觸發(fā)電路，檢測當施加到可控硅兩端電壓為零時，發(fā)出觸發(fā)信號，可控硅導通。此時電容器的電壓與電網(wǎng)電壓相等，因此不會產(chǎn)生合閘涌流，解決了接觸器合閘涌流的問題。具有無涌流，無觸點，使用壽命長、維修少，投切速度快(10ms內(nèi))等特點，高端產(chǎn)品更具備了各種保護功能，安全可靠。

　　二、智能晶閘管功率模塊介紹：

　　TKGD系列智能晶閘管功率模塊專為0.4kV電力電容器快速補償設計的投切開關，能廣泛適用于常規(guī)用電及沖擊性負荷的現(xiàn)場，比如：普通工業(yè)用電，電焊機、軋鋼、港口行吊、電梯、變頻器等各種各樣的用電現(xiàn)場。模塊采用高速CPU測控，脈沖變壓器高可靠觸發(fā)，具有多重監(jiān)測保護方案(電流、溫度實時監(jiān)測保護)及快速投切技術，不論電容器的殘余電壓為任何值，電容器支路都可以實現(xiàn)實時、無沖擊地投入，電流過零點斷開，不產(chǎn)生合閘涌流，是代替小電流交流接觸器和復合開關的最佳產(chǎn)品。

　　1、模塊特點：

　　?無論共補、分補，均實現(xiàn)真正的實時快速投切，響應速度≤10ms;

　　?自主研發(fā)，高頻脈沖觸發(fā)穩(wěn)定可靠;

　　?采用進口可控硅模塊，整體使用壽命長;

　　?性價比高，集電流顯示、溫度顯示、智能過流保護、溫度保護、缺相保護、可控硅擊穿警報、觸發(fā)功能于一體;

　　?單相、相間、三相共補一應俱全;

　　?安全、穩(wěn)定，無懼電力系統(tǒng)由于非線性負載引起的諧波畸變,在系統(tǒng)電壓諧波畸變率≤12%時，均能可靠投切。

　　2、應用現(xiàn)場描述：

　　國內(nèi)某知名空調(diào)壓縮機有限公司C2電房4#變壓器，變壓器型號為SCB-1000/10,容量為1000kVA，電壓等級為10/0.4kV，為Dyn11型接線方式，所帶負載為焊接機。

　　原有每臺變壓器下帶三臺純電容補償柜，總安裝容量為600kvar，由于變壓器所帶負荷為焊機群組，負荷運行變化速度較快，運行一個周期約為400~600ms，原有補償柜無法跟蹤負荷的快速變化，無法正常投切。整個4#變壓器供電系統(tǒng)在焊機運行過程中存在大量無功，諧波畸變嚴重，最大沖擊電流高達1820A，三相電流嚴重不平衡，壓降較為明顯。造成變壓器的鐵心磁場飽和，噪聲大，功率因數(shù)在0.4~0.8波動，變壓器電流保護經(jīng)常動作。

　　3、解決方案及使用效果：

　　現(xiàn)拆除原有純電容補償柜，更換我司一套低壓動態(tài)無功補償兼濾波裝置TSFGD-570/0.4，補償支路分為：3次濾波支路+3次濾波支路+5次濾波支路+固定補償支路。TSFGD-570/0.4為相間分補低壓動態(tài)無功補償兼濾波裝置，采用晶閘管模塊來控制電容器的投切，響應時間≤10ms，能快速跟蹤負荷變化情況，及時投切，達到無功補償及濾波的效果。裝置投入運行后，變壓器功率因數(shù)由0.6提高到0.95以上，總電流諧波畸變率由21%降至5%以內(nèi)，裝置從2012年運行至今，性能穩(wěn)定，工作狀態(tài)良好。

　　未改造前在4號變壓器總出線柜測量的電流波形圖改造后在4號變壓器總出線柜測量的電流波形圖

　　裝置動態(tài)補償支路切除A相平均功率因數(shù)趨勢圖補償支路自動投運A相平均功率因數(shù)趨勢圖

　　4、產(chǎn)品適用場所

　　TKGD系列智能晶閘管功率模塊專為0.4kV電力電容器快速補償設計的投切開關，能廣泛適用于常規(guī)用電及沖擊性負荷的現(xiàn)場。主要包括：

　　1、0.4kV工業(yè)用電;

　　2、大型樓宇、商場;

　　3、電焊機;

　　4、港口行吊;

　　5、電梯;

　　6、0.4kV軋鋼。