【技术】风电场设备选型－－无功补偿断路器的选择

按照断路器采用的灭弧介质和灭弧方式可分为 ：多油式断路器 、少油式断路器 、压缩空气高压断路器 、SF6断路器 、真空断路器等 。目前 ，新能源升压站建设中用的较多的是真空断路器和SF6断路器 。在施工图设计过程中 ，针对35kV无功补偿的断路器是选用真空断路器还是SF6断路器的意见不一致 。在风电场集中建设的时期 ，如何降低投资造价是各位业主尤其关注的交点 ，下面针对“35kV无功补偿的断路器选择是选用真空断路器还是SF6断路器”展开讨论 。

1 、无功补偿的分类 ：

无功补偿的常用装置有 ：同步调相机(较少使用) 、静止补偿装置 、静止无功发生器 。

静止无功补偿装置(SVC)可分为电磁型和晶闸管控制型两大类 。晶闸管控制型SVC主要类型有晶闸管控制电抗器(TCR)型 、晶闸管投切电容器(TSC)型 、以及这两者的混合装置TCR+TSC型和晶闸管控制电抗器与固定电容器的混合装置TCR+FC型 、晶闸管控制电抗器与机械投切电容器的混合装置TCR+MSC型等 。其中 ，TCR与TSC型原理图如下所示 ：

静止无功发生器(SVG)采用GTO构成的自换相变流器 ，通过电压电源逆变技术提供超前和滞后的无功 ，进行无功补偿 。目前有直挂式和变压器式两种型式 。直挂式SVG原理图如下所示 ：

SVG与SVC的最大区别是 ，无功调节不是通过控制容抗或感抗的大小实现的 ，因而 ，无需直接与系统连接的电容器或电抗器 ，不存在系统谐振问题 ，而且大大减小了设备的体积 。相同容量情况下 ， SVG的体积约为SVC的三分之一 。

2 、高压断路器的选用 ：

高压断路器是一种专用于断开或接通电路的开关设备 ，它有完善的灭弧装置 。断路器在开断交流电路时 ，随着电流每半周过零一次 ，电弧将自然暂时熄灭 。过零后电弧是否重燃 ，取决于弧隙中游离过程和去游离过程的竞争结果 。如果弧隙游离过程强于去游离过程 ，电弧就会重燃;如果在电流过零时，采取有效措施 ，加强弧隙的冷却 ，使弧隙介质的能力达到不会被弧隙外施电压击穿的程度 ，电弧就不会重燃而最终熄灭 。

电流过零时电弧熄灭 ，而弧隙的绝缘能力要恢复到正常状态需要一定的时间 ，此过程为弧隙介质强度的恢复过程 ，以能耐受的电压即介质强度恢复电压ud(t)表示 。而弧隙电压因电容 、电感的存在 ，也需要经过电压恢复过程 ，以弧隙恢复电压ur(t)表示 。断路器开断交流电路时 ，熄灭电弧的条件是ud(t)>ur(t) 。

SVC无功调节是通过控制容抗或感抗的大小实现的 ，因电容器的存在 ，使得弧隙恢复电压瞬时较高 ，如高于介质强度恢复电压 ，电弧重燃 ，因电弧的重燃产生的能量比较大 ，很容易造成断路器的损坏或在系统中产生过电压 。因此在开断电流能力相同的情况下 ，SVC应选用绝缘性能强 ，灭弧能力高的SF6断路器作为开断开关 。

而SVG无功调节因无电容器的存在 ，可选用电弧电压低的真空断路器作为开断开关 。

3 、结论 ：

如采用SF6断路器 ，后期必须加装SF6监测装置 ，后期运行维护有SF6泄露的危险 ，且对环境及运行人员安全存在一定隐患 ，因此 ，如选用SVG无功补偿装置 ，在相同开断能力的真空断路器与SF6断路器 ，易选用在价格及运行维护均有优势的真空断路器 。如选用SVC无功补偿装置 ，易选用绝缘性能强 ，灭弧能力高的SF6断路器 。

  原标题:风电场设备选型－－无功补偿断路器的选择

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来源:计鹏新能源  作者:贾文慧   扬州一定发电气转载此文 。