Phương pháp chuyển mạch bù công suất phản kháng của tụ điện

Các thiết bị chuyển mạch bù công suất phản kháng tụ điện song song có điện áp thấp{0}} bao gồm các loại sau:

(I) Chuyển mạch được điều khiển bằng tụ điện-Cụ thểCông tắc tơ AC
Do đặc tính của tụ điện, điện áp không thể thay đổi tức thời, dẫn đến dòng điện tăng đáng kể khi tụ điện được cấp điện. Dòng điện khởi động này có thể gấp vài lần dòng điện định mức của tụ điện. Dòng điện khởi động như vậy ảnh hưởng xấu đến lưới điện và làm giảm tuổi thọ hoạt động của tụ điện. Loại thiết bị chuyển mạch này rẻ tiền và có độ tin cậy cao nên được sử dụng rộng rãi nhất. Tuy nhiên, do tuổi thọ tiếp điểm của công tắc tơ AC hạn chế nên chúng không phù hợp với các hoạt động chuyển mạch thường xuyên. Do đó, các thiết bị bù như vậy không phù hợp với tải thay đổi thường xuyên.

(II) Chuyển mạch được điều khiển bởiCông tắc thyristor
Thyristor rất dễ bị hư hỏng do dòng điện khởi động nên không cần-kích hoạt chéo. Việc đạt được các điều kiện để kích hoạt quá mức-ngắt của thyristor là khá khó khăn. Ngoài ra, các thiết bị như vậy có cấu trúc phức tạp, đắt tiền, kém tin cậy hơn và có tổn thất điện năng cao. Ngoại trừ các ứng dụng có tải thay đổi thường xuyên, chúng có giá trị thực tế hạn chế trong các tình huống khác.

(III) Chuyển mạch được điều khiển bởiCông tắc tổng hợp
Công tắc tổng hợp kết hợp các ưu điểm của cả công tắc tơ AC và thiết bị chuyển mạch điện tử công suất. Chúng không chỉ ngăn chặn dòng điện xâm nhập và tránh phóng điện mà còn giảm đáng kể tổn thất điện năng của thyristor, loại bỏ nhu cầu sử dụng bộ tản nhiệt và quạt làm mát cồng kềnh. Chìa khóa để kết hợp hai thành phần này nằm ở sự phối hợp thời gian chính xác. Công tắc thyristor chịu trách nhiệm kiểm soát việc cấp điện và ngắt-tụ điện, trong khi công tắc tơ AC duy trì kết nối sau khi tụ điện được cấp điện. Sau khi công tắc tơ được cắm, công tắc thyristor sẽ ngắt ngay lập tức, tránh thất thoát điện năng và sinh nhiệt từ các bộ phận của thyristor.

Hoạt động giao nhau qua điểm 0 của các công tắc tổng hợp được điều khiển bằng cách phát hiện bộ ghép quang giao nhau-điện áp 0. Từ góc nhìn vi mô, đây không phải là chuyển đổi ngang qua số 0 thực sự mà là kích hoạt khi điện áp dưới 16V–40V (tương đương với góc điện 2–5 độ), vẫn dẫn đến một số dòng điện khởi động. Hơn nữa, sự kết hợp giữa thyristor và rơle làm cho cấu trúc tương đối phức tạp và độ nhạy của thyristor với dv/dt khiến chúng dễ bị hư hỏng. Do đó, không có thiết bị chuyển mạch nào hiện được sử dụng trong quá trình cài đặt bù điện áp thấp là hoàn toàn hoàn hảo.

(IV) Công tắc được điều khiển bằng công tắc đồng bộ (Còn được gọi là công tắc chọn pha-)
Công tắc đồng bộ là một loại thiết bị chuyển mạch chuyên dụng mới dành cho tụ bù công suất phản kháng được phát triển trong những năm gần đây. Chúng đại diện cho sự tích hợp hoàn hảo giữa các công tắc cơ học truyền thống và công nghệ vi điện tử hiện đại. Bằng cách kết hợp cấu trúc điều khiển đơn giản của công tắc tơ AC và ưu điểm ngắt điện áp bằng 0 cũng như ngắt dòng bằng 0 của công tắc tổng hợp, chúng đã hạn chế thành công dòng điện khởi động tức thời trong quá trình chuyển mạch tụ điện trong khoảng ba lần dòng điện hoạt động định mức. Điều này giải quyết một cách hiệu quả các vấn đề như sóng hài điện áp-cao và dòng điện khởi động lớn trong quá trình chuyển mạch tụ điện.