[科普中国]-对称相控

对称相控技术是依据对称相位的原理，根据电流的相位或线路的电压来做出合理的控制，进一步控制高压断路器的分合，对此主要是为了通过对电网的电压达到合适的控制目的。

基本介绍近些年来随着社会经济的不断发展，科学技术也在不断进步，伴随着电力系统的自动化水平的不断发展，电压无功综合控制器被电压自动控制逐渐取代，电压自动控制技术逐渐成为电压无功管理的一项重要的措施。电压自动控制技术能够补偿优化效果，补偿阶细化，在此同时也会不断增加电容器的切投的频率。所以说电压自动控制技术在实际情况中非常需要能够对动作进行频繁的补偿的设备。变电站电容器的投切山于受到冲击电流和开关动作次数的问题的困扰，对无功潮流不能够进行灵活的调节，会影响到整个网络电压无功水平调节的高低[1]。对此之外，伴随着整流负荷电量的不断增加，变电站补偿需要考虑的因素不断增加，谐波也日益成为其考虑的因素，变电站电容器组经常会发生一系列的问题，如电缆爆裂、谐波放人、波压差过人等问题时有发生。根据有关数据分析表明，导致电容器、电抗器、开关等部件损坏的主要的原因就是投切电容是的燃弧过电压和冲击电流所导致的，所以说这就迫切的需要能够对冲击电流进行限制的补偿的于段。

装置介绍真空相控投切的装置分为两个主要部分:同步控制器及永磁断路器。同步控制器作为真空相控投切技术的主要组成部分，他主要是用于分清真空永磁断路器投切电容器组的合分闸相位控制，真空相控投切的装置是以一个提前量启动断路器的合闸和分闸动作，通过精准的测算时间，进一步减少电流幅值，并且通过相切的方式，消除操作过电压，防开关重燃的现象。这主要的实质就是根据不同的负载的特性，分闸和合闸是控制开关在电流或者是电压最有力的情况下完成的，不断提高开关的开断能力，用主动的对整个过程所产生的电压和涌流等电磁暂态效应。

基本功能在分闸时主要是通过相控技术实现电流过零点之前的预分，降低电压水平。合闸时主要是通过相控技术来实现电压过零投入到电容器组中。

技术比较合闸冲击电流一般我们采用的相控断路器，在使用时电压过零点时会投入电容器组，但不会发生电流冲击的现象发生，电流峰值也会比额定的值小2_3倍，相对比较稳定。而普通的断路器或者真空接触器在投入电容器组的时候，其合闸相位则是随机产生的，所以在电压峰值的附近合闸的话，很有可能会使电流产生较人的冲击。所以为了限制住电流的冲击，一般我们将配置限量电抗率的电抗器装置在高压电容器组里，通常来讲最人的冲击电流倍数是通过电抗率的倒数开方产生的，假设置入1%的电抗器，那么就会得出10倍定额的电流。空心电抗器是比较接近这一理论数据的，不过若使用铁芯电抗器的话，会产生饱和效应，那时极限冲击电流就会远远超出10定额的预期。1

电压暂降电压暂将的问题一般会发生在投切电容的冲击电流时。如果有10%的系统短路抗阻，那么补偿设备会自动的将系统额定的容量调试为10 07o，上文说过，电容器组额定的电流的10倍就是电容投切最人冲击电流，那么投切时系统内部引发的最人电压波动则会是额定电压的10 07o a我国国家电网暂时还没有将电压暂将列为公司的考核目标，不过近些年确实引起了广泛的关注。原因无他，电压暂将引发的后果很严重，比如照明设备闪烁、设备老化持续加速、甚至于产品的质量也会逐渐出现偏差，最严重还有可能会带来敏感设备报废乃至整条产品线停产。

重燃及过电压分断电容器组的时候，应当使分闸的时间与电流过零点的时间吻合，这样拉弧在开端的时候会比较小，灭弧更加方便，此外合闸弹跳也在单稳永磁结构中人人较小，因此在技术层而上巧妙的避开了弹跳重燃等相关的问题出现。那么采用普通的断路器投切电容器组时，很容易产生燃弧或重燃的情况，主要的原因就是普通断路器极容易发生开关弹跳及开断峰值电流。燃弧如果较人的话会烧灼触头，重燃过电压则会产生破坏系统绝缘水平的后果，这样会对电气设备造成非常严重的寿命和性能伤害[2]。

实例运用(1)智能的相控断路器装置设计同时会兼容VSl和V D4两种于车结构，并且还不需要母线的停电，非常容易交替更换:(2)断路器配置改造后，其GPRS装置会及时的将设备操作运行的数据统一的传送到后台，以便于日后工作人员的数据分析:(3)拿霞美110kV变电站为例，它当前的运行目前共设计了2段，每一段目前都会有两组电容器组的配置，通过两台VD4开关投切分别来进行实现，另外通过AVC操作系统来控制。现在正在规划要将其中一段的两台V D4开关用相控断路器装置来替换，并且还要完成改造相关的二次控制的线路:(4)改造二次控制线路的目的主要是为了配合断路器柜的微机保护装置，之前需要相互配合才能发挥其重要的作用，另外还不会影响到主站与保护装置通讯传输之间的信息沟通状态，能够涉及到比较少的线路调整(一般10一20根)，这样对于施工层而会更加方便快捷。2

未来展望智能电网对调容、调压等都做了具体的要求，这样不仅用相控相切技术能够进一步实现电压过零点投入电容器组，在电流零点切除电容器组的情况下，开关拉弧小，无过电压，冲击电流是其能量限制的两倍左右。电压自动控制技术能够补偿优化效果，补偿阶细化，在此同时也会不断增加电容器的切投的频率。提高了对称相控技术抑制操作过电压的有效性，提高了电压的合格率以及平均功率而且还进一步满足了精细化管理的要求。变电站电容器的投切山于受到冲击电流和开关动作次数的问题的困扰，对无功潮流不能够进行灵活的调节，会影响到整个网络电压无功水平调节的高低。智能电网的发展要求相控断路器要适应发展的需求。智能电网技术也在迅速的发展，自动化技术的不断深入应用，使得电容自动化技术不断完善，这样相控断路器就达到了普通断路器所不能达到的要求。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所