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【技術】風電場設備選型－－無功補償斷路器的選擇

按照斷路器采用的滅弧介質和滅弧方式可分為：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，新能源升壓站建設中用的較多的是真空斷路器和SF6斷路器。在施工圖設計過程中，針對35kV無功補償的斷路器是選用真空斷路器還是SF6斷路器的意見不一致。在風電場集中建設的時期，如何降低投資造價是各位業主尤其關注的交點，下面針對“35kV無功補償的斷路器選擇是選用真空斷路器還是SF6斷路器”展開討論。

1、無功補償的分類：

無功補償的常用裝置有：同步調相機(較少使用)、靜止補償裝置、靜止無功發生器。

靜止無功補償裝置(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：

靜止無功發生器(SVG)采用GTO構成的自換相變流器，通過電壓電源逆變技術提供超前和滯后的無功，進行無功補償。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的最大區別是，無功調節不是通過控制容抗或感抗的大小實現的，因而，無需直接與系統連接的電容器或電抗器，不存在系統諧振問題，而且大大減小了設備的體積。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設備，它有完善的滅弧裝置。斷路器在開斷交流電路時，隨著電流每半周過零一次，電弧將自然暫時熄滅。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爭結果。如果弧隙游離過程強于去游離過程，電弧就會重燃;如果在電流過零時，采取有效措施，加強弧隙的冷卻，使弧隙介質的能力達到不會被弧隙外施電壓擊穿的程度，電弧就不會重燃而最終熄滅。

電流過零時電弧熄滅，而弧隙的絕緣能力要恢復到正常狀態需要一定的時間，此過程為弧隙介質強度的恢復過程，以能耐受的電壓即介質強度恢復電壓ud(t)表示。而弧隙電壓因電容、電感的存在，也需要經過電壓恢復過程，以弧隙恢復電壓ur(t)表示。斷路器開斷交流電路時，熄滅電弧的條件是ud(t)>ur(t)。

SVC無功調節是通過控制容抗或感抗的大小實現的，因電容器的存在，使得弧隙恢復電壓瞬時較高，如高于介質強度恢復電壓，電弧重燃，因電弧的重燃產生的能量比較大，很容易造成斷路器的損壞或在系統中產生過電壓。因此在開斷電流能力相同的情況下，SVC應選用絕緣性能強，滅弧能力高的SF6斷路器作為開斷開關。

而SVG無功調節因無電容器的存在，可選用電弧電壓低的真空斷路器作為開斷開關。

3、結論：

如采用SF6斷路器，后期必須加裝SF6監測裝置，后期運行維護有SF6泄露的危險，且對環境及運行人員安全存在一定隱患，因此，如選用SVG無功補償裝置，在相同開斷能力的真空斷路器與SF6斷路器，易選用在價格及運行維護均有優勢的真空斷路器。如選用SVC無功補償裝置，易選用絕緣性能強，滅弧能力高的SF6斷路器。

  原標題:風電場設備選型－－無功補償斷路器的選擇

無功補償 http://www.weiyun8.com/Product/940586/

來源:計鵬新能源  作者:賈文慧   揚州君昊電氣轉載此文。