導讀
在低壓配電部分有進(jìn)線櫃、出線櫃、當然也少不了電容補嘗櫃,那麼(me)電容補償櫃有什麼(me)作用呢,顧名思意就是起(qǐ)電容補嘗作用的,先來看看電容補嘗原理,電容補嘗時電容和負載是并聯連接的,電容就和電庫一樣,當負載增大時,由于電源存在内阻,電源輸出電壓就會下降,由于電容的兩(liǎng)端要維持原來的電壓,也就是電容内的電畺要流出一部分,延緩了電壓的下降趨勢,就是電容補嘗原理。
1、電力電容器的補償原理
電容器在原理上相當于産生容性無功電流的發(fā)電機。其無功補償的原理是把具有容性功率負荷的裝置和感性功率負荷并聯在同一電容器上,能(néng)量在兩(liǎng)種(zhǒng)負荷間相互轉換。這(zhè)樣,電網中的變壓器和輸電線路的負荷降低,從而輸出有功能(néng)力增加。在輸出一定有功功率的情況下,供電系統的損耗降低。比較起(qǐ)來電容器是減輕變壓器、供電系統和工業配電負荷的最簡便、最經(jīng)濟的方法。因此,電容器作爲電力系統的無功補償勢在必行。當前,采用并聯電容器作爲無功補償裝置已經(jīng)非常普遍。
2、電力電容器補償的特點
優點
電力電容器無功補償裝置具有安裝方便,安裝地點增減方便;有功損耗小(僅爲額定容量的0.4 %左右);建設周期短;投資小;無旋轉部件,運行維護簡便;個别電容器組損壞,不影響整個電容器組運行等優點。
缺點
電力電容器無功補償裝置的缺點有:隻能(néng)進(jìn)行有級調節,不能(néng)進(jìn)行平滑調節;通風不良,一旦電容器運行溫度高于70 ℃時,易發(fā)生膨脹爆炸;電壓特性不好(hǎo),對(duì)短路穩定性差,切除後(hòu)有殘餘電荷;無功補償精度低,易影響補償效果;補償電容器的運行管理困難及電容器安全運行的問題未受到重視等。
3、無功補償方式
高壓分散補償
高壓分散補償實際就是在單台變壓器高壓側安裝的,用以改善電源電壓質量的無功補償電容器。其主要用于城市高壓配電中。
高壓集中補償
高壓集中補償是指將(jiāng)電容器裝于變電站或用戶降壓變電站6 kV~10 kV高壓母線的補償方式;電容器也可裝設于用戶總配電室低壓母線,适用于負荷較集中、離配電母線較近、補償容量較大的場所,用戶本身又有一定的高壓負荷時,可減少對(duì)電力系統無功的消耗并起(qǐ)到一定的補償作用。其優點是易于實行自動投切,可合理地提高用戶的功率因素,利用率高,投資較少,便于維護,調節方便可避免過(guò)補,改善電壓質量。但這(zhè)種(zhǒng)補償方式的補償經(jīng)濟效益較差。
低壓分散補償
低壓分散補償就是根據個别用電設備對(duì)無功的需要量,將(jiāng)單台或多台低壓電容器組,分散地安裝在用電設備附近,以補償安裝部位前邊的所有高低壓線路和變壓器的無功功率。其優點是用電設備運行時,無功補償投入,用電設備停運時,補償設備也退出,可減少配電網和變壓器中的無功流動,從而減少有功損耗;可減少線路的導線截面(miàn)及變壓器的容量,占位小。缺點是利用率低、投資大,對(duì)變速運行,正反向(xiàng)運行,點動、堵轉、反接制動的電機則不适應。
低壓集中補償
低壓集中補償是指將(jiāng)低壓電容器通過(guò)低壓開(kāi)關接在配電變壓器低壓母線側,以無功補償投切裝置作爲控制保護裝置,根據低壓母線上的無功符合而直接控制電容器的投切。電容器的投切是整組進(jìn)行,做不到平滑的調節。低壓補償的優點:接線簡單、運行維護工作量小,使無功就地平衡,從而提高配變利用率,降低網損,具有較高的經(jīng)濟性,是目前無功補償中常用的手段之一。
4、電容器補償容量的計算
無功補償容量宜按無功功率曲線或無功補償計算方法确定,其計算公式如下:
QC=p(tgφ1-tgφ2)或是QC=pqc(1)
式中:
Qc:補償電容器容量;
P:負荷有功功率;
COSφ1:補償前負荷功率因數;
COSφ2:補償後(hòu)負荷功率因數;
qc:無功功率補償率,kvar/kw。
5、電力電容器的安全運行
1、允許運行電流
正常運行時,電容器應在額定電流下運行,最大運行電流不得超過(guò)額定電流的1.3倍,三相電流差不超過(guò)5 %。
2、允許運行電壓
電容器對(duì)電壓十分敏感,因電容器的損耗與電壓平方成(chéng)正比,過(guò)電壓會使電容器發(fā)熱嚴重,電容器絕緣會加速老化,壽命縮短,甚至電擊穿。因此,電容器裝置應在額定電壓下運行,一般不宜超過(guò)額定電壓的1.05倍,最高運行電壓不宜超過(guò)額定電壓的1.1倍。當母線超過(guò)1.1倍額定電壓時,須采取降溫措施。
3、諧波問題
由于電容器回路是一個LC電路,對(duì)于某些諧波容易産生諧振,易造成(chéng)高次諧波,使電流增加和電壓升高。且諧波的這(zhè)種(zhǒng)電流對(duì)電容器非常有害,極容易使電容器擊穿引起(qǐ)相間短路。因此,當電容器在正常工作時,在必要時可在電容器上串聯适當的感抗值的電抗器,以限制諧波電流。
4、繼電保護問題
繼電保護主要由繼電保護成(chéng)套裝置實現,目前國(guó)内幾個知名電氣廠家生産的繼電保護裝置技術都(dōu)已經(jīng)非常成(chéng)熟,安全穩定、功能(néng)強大。繼電保護裝置可以有效的切除故障電容器,是保證電力系統安全穩定運行的重要手段。主要的電容器繼電保護措施有:①三段式過(guò)流保護;②爲防止系統穩态過(guò)壓造成(chéng)電容器損壞而設置的過(guò)電壓保護;③爲避免系統電源短暫停投引起(qǐ)電容器瞬時重合造成(chéng)的過(guò)電壓損壞而設置的低電壓保護;④反映電容器組中電容器的内部擊穿故障而配置的不平衡電壓保護、不平衡電流保護或三相差電壓保護。
5、合閘問題
電容器組禁止帶電重合閘。主要是因電容器放電需要一定時間,當電容器組的開(kāi)關跳閘後(hòu),如果馬上重合閘,電容器是來不及放電的,在電容器中就可能(néng)殘存着與重合閘電壓極性相反的電荷,這(zhè)將(jiāng)使合閘瞬間産生很大的沖擊電流,從而造成(chéng)電容器外殼膨脹、噴油甚至爆炸。所以,電容器組再次合閘時,必須在斷路器斷開(kāi)3 min之後(hòu)才可進(jìn)行。因此,電容器不允許裝設自動重合閘裝置,相反應裝設無壓釋放自動跳閘裝置。
一些終端變電站往往配置有備用電源自動投切裝置,裝置動作將(jiāng)故障電源切除,然後(hòu)經(jīng)過(guò)短暫延時投入備用電源,在這(zhè)個過(guò)程中,如果電容器組有低壓自投切功能(néng),那麼(me)電容器組將(jiāng)在短時間内再次合上,這(zhè)就會發(fā)生以上所說的故障。所以,安裝有備用電源自動投切裝置的系統與電容器組的投切問題,應值得充分的重視。
6、允許運行溫度
電容器正常工作時,其周圍額定環境溫度一般爲40 ℃~-25 ℃;其内部介質的溫度應低于65 ℃,最高不得超過(guò)70 ℃,否則會引起(qǐ)熱擊穿,或是引起(qǐ)鼓肚現象。電容器外殼的溫度是在介質溫度與環境溫度之間,不應超過(guò)55 ℃。因此,應保持電容器室内通風良好(hǎo),确保其運行溫度不超過(guò)允許值。
7、運行中的放電聲問題
電容器在運行時,一般是沒(méi)有聲音的,但在某些情況下,其在運行時也會存在放電聲的問題。如電容器的套管露天放置時間過(guò)長(cháng)時,一旦雨水進(jìn)入兩(liǎng)層套管之間,加上電壓後(hòu),就有可能(néng)産生放電聲;當電容器内缺油時,易使其套管的下端露出油面(miàn),這(zhè)時就有可能(néng)發(fā)出放電聲;當電容器内部若有虛焊或脫焊,則會在油内閃絡放電;當電容器的芯子與外殼接觸不良時,會出現浮動電壓,引起(qǐ)放電聲。
一旦出現以上幾種(zhǒng)出現放電聲狀況,應針對(duì)每種(zhǒng)情況做出處理,即其處理方法依次爲:將(jiāng)電容器停運并放電後(hòu)把外套管卸出,擦幹重新裝好(hǎo);添加同種(zhǒng)規格的電容器油;如放電聲不止,應拆開(kāi)修理;將(jiāng)電容器停運并放電後(hòu)進(jìn)行處理,使其芯子和外殼接觸好(hǎo)。
8、爆炸問題
電容器在運行過(guò)程中,如出現電容器内部元件擊穿、電容器對(duì)外殼絕緣損壞、密封不良和漏油、鼓肚和内部遊離、鼓肚和内部遊離、帶電荷合閘或是溫度過(guò)高、通風不良、運行電壓過(guò)高、諧波分量過(guò)大、操作過(guò)電壓等情況,都(dōu)有可能(néng)引起(qǐ)電容器損壞爆炸。爲預防電容器爆炸事(shì)故,正常情況下,可根據每組相電容器通過(guò)的電流量的大小,按1.5倍~2倍,配以快速熔斷器,若電容被擊穿,則快速熔斷器會熔化而切斷電源,保護電容器不會繼續産生熱量;在補償櫃上每相安裝電流表,保證每相電流相差不超過(guò)±5 %,若發(fā)現不平衡,立即退出運行,檢查電容器;監視電容器的溫升情況;加強對(duì)電容器組的巡檢,避免出現電容器漏油、鼓肚現象,以防爆炸。