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無功補(bǔ)償和并聯(lián)電容器
無功補(bǔ)償和并聯(lián)電容器
摘要:通過對(duì)電路加設(shè)并聯(lián)電容來進(jìn)行無功功率補(bǔ)償?shù)脑?以實(shí)現(xiàn)節(jié)省電能、降低壓損、提高供電質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:功率因數(shù) 電容器 無功補(bǔ)償
由于礦山企業(yè)使用大功率的電機(jī)、變壓器等電感性設(shè)備,它不僅消耗有功功率,還消耗無功功率,因此必須提高用戶功率因數(shù),以減少對(duì)電源系統(tǒng)的無功功率的消耗。
1、并聯(lián)電容器在電力系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償方式
電容器的補(bǔ)償具有投資小、有功功率損失小、運(yùn)行維護(hù)方便、故障范圍小的特點(diǎn)。
電容器的補(bǔ)償方式,應(yīng)以無功就地平衡為原則。
電網(wǎng)的無功負(fù)荷主要由用電設(shè)備和輸變電設(shè)備引起的。
除了在比較密集的供電負(fù)荷中心集中裝設(shè)大、中型電容器組,便于中心電網(wǎng)的電壓控制和穩(wěn)定電網(wǎng)的電壓質(zhì)量之外,還應(yīng)在距用電無功負(fù)荷較近的地點(diǎn)裝設(shè)中、小型電容器組進(jìn)行就地補(bǔ)償。
安裝電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償可采取三種形式:集中、分組或個(gè)別就地補(bǔ)償。
(1)集中補(bǔ)償:在低壓配電線路中安裝并聯(lián)電容器組,將其集中安裝在變電所的一次或二次側(cè)的母線上。
(2)分組補(bǔ)償:分組補(bǔ)償是將電容器組分組安裝在車間配電室或變電所各分路的出線上,它可與工廠部分負(fù)荷的變動(dòng)同時(shí)投入或切除。
(3)個(gè)別就地補(bǔ)償:在單臺(tái)用電設(shè)備處安裝并聯(lián)電容器,直接對(duì)其所需無功功率進(jìn)行補(bǔ)償。
電容器補(bǔ)償其優(yōu)點(diǎn):(1)因電容器與電動(dòng)機(jī)直接并聯(lián),同時(shí)投入或停用,可使無功不倒流,保證用戶功率因數(shù)始終處于滯后狀態(tài),既有利于用戶,也有利于電網(wǎng)。
(2)有利于降低電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流,減少接觸器的火花,提高控制電器工作的可靠性。
(3)加裝無功補(bǔ)償設(shè)備,不但使功率消耗小,功率因數(shù)提高,還可以充分挖掘設(shè)備輸送功率的潛力。
在確定無功補(bǔ)償容量值時(shí),應(yīng)注意兩點(diǎn):(1)在輕負(fù)荷時(shí)要避免過補(bǔ)償,倒送無功造成功率損耗增加,也是不經(jīng)濟(jì)的。
(2)功率因數(shù)越高,每千伏補(bǔ)償容量減少損耗的作用將變小,通常情況下,將功率因數(shù)提高到0.95就是合理補(bǔ)償。
2、電容器組的保護(hù)
(1)電容器單臺(tái)熔絲保護(hù):在每臺(tái)電容器上都裝有單獨(dú)的熔斷器,可避免電容器內(nèi)部故障擊穿短路時(shí)油箱爆炸,并波及和影響鄰近電容器。
當(dāng)單臺(tái)電容器發(fā)生故障后,通過熔絲熔斷,可避免整組電容器的總開關(guān)頻繁跳閘,保持了電容器組運(yùn)行的連續(xù)性。
同時(shí)不中斷無功輸出,又可提高系統(tǒng)運(yùn)行中電壓的穩(wěn)定性。
熔絲保護(hù)結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便,便于切除故障的電容器,并有明顯的標(biāo)志,使檢修人員容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障電容器的位置。
(2)過電壓保護(hù):它是防止運(yùn)行系統(tǒng)過電壓危害電容器組安全運(yùn)行的保護(hù)裝置。
當(dāng)運(yùn)行電壓超過電容器組額定電壓的1.1-1.2倍時(shí),開關(guān)自動(dòng)跳閘,使電容器組退出運(yùn)行狀態(tài)。
電容器組若安裝了自動(dòng)投切裝置,則不需要再安裝過電壓保護(hù)裝置。
這種保護(hù)運(yùn)行效果較好,已被廣泛采用。
(3)過電流保護(hù):一般電容器均采用此種保護(hù)。
過電流保護(hù)主要是防止短路故障擴(kuò)大和防止過負(fù)荷.當(dāng)電容器組發(fā)生母線短路故障或過負(fù)荷超過規(guī)定的允許值時(shí),開關(guān)自動(dòng)跳閘,迅速切除故障,還可作為熔斷器保護(hù)的后備保護(hù)。
(4)低電壓保護(hù):它主要是防止電容器組合閘損壞.考慮合閘產(chǎn)生的工頻過電壓和振蕩過電壓對(duì)電容器的危害,當(dāng)運(yùn)行母線電壓降低到額定值的60%左右時(shí),低電壓保護(hù)動(dòng)作于開關(guān)進(jìn)行跳閘,使電容器組切斷。
使用該保護(hù)可避免變電所事故停電后,再恢復(fù)送電時(shí)的同時(shí)合閘造成的危害。
(5)零序電壓保護(hù):電容器發(fā)生故障后,由于熔斷器熔絲熔斷,將故障電容器切除,從而引起電容器組三相電容值不平衡而產(chǎn)生的電壓不平衡來啟動(dòng)繼電器,使開關(guān)跳閘。
單星形接線的電容器組多采用零序電壓保護(hù)。
(6)不平衡電流保護(hù):它是利用故障相電容器容抗減小后電流增加,利用增加的電流值與正常相電流值之差來啟動(dòng)過電流繼電器,從而使開關(guān)自動(dòng)跳閘,從而保護(hù)了電容器。
3、電容器組的運(yùn)行條件
額定電壓,電容器組允許在其1.1倍額定電壓下短期運(yùn)行;允許過電流,電容器組不得在其1.3倍額定電流下運(yùn)行;額定頻率,電容器組的頻率必須與電網(wǎng)上的工作頻率一致,因?yàn)殡娙萜鞯娜菘古c頻率成反比。
允許溫升,電容器運(yùn)行溫度過高,會(huì)影響其使用壽命,甚至引起介質(zhì)擊穿,造成電容器損壞。
因此溫度對(duì)電容器的運(yùn)行是一個(gè)極為重要的條件。
電容器的周圍環(huán)境溫度應(yīng)遵照制造廠的規(guī)定。
若廠家無規(guī)定時(shí),一般應(yīng)為-40-+40℃;允許溫升15-20℃;電容器的芯片允許溫升不超外殼的30℃。
三相電流不平衡不得超過5%。
4、電容器組的操作規(guī)定
(1)在正常情況下的投入或退出運(yùn)行,應(yīng)根據(jù)無功負(fù)荷電流、電壓以及負(fù)荷功率因數(shù)等三種情況來決定。
(2)變電所進(jìn)行全部停電操作時(shí),須先拉開電容器組開關(guān),后拉開各出路出線開關(guān);變電所恢復(fù)全部送電時(shí),須先合上各出線開關(guān),再合上電容器組開關(guān)。
(3)在發(fā)生下列異常情況之一時(shí),須立即拉開電容器組開關(guān),使其及時(shí)退出運(yùn)行。
1)電容器組母線電流、電壓超過電容器組允許值時(shí)。
2)電容器油箱外殼最熱點(diǎn)溫度及周轉(zhuǎn)環(huán)境溫度超過規(guī)定的允許值時(shí)。
3)電容器連接線接點(diǎn)嚴(yán)重過熱或熔化。
4)電容器內(nèi)部或放電裝置有嚴(yán)重異常響聲、電容器外殼有較明顯異常膨脹、變形時(shí)。
5)電容器瓷套管發(fā)生嚴(yán)重放電閃爍;電容器噴油起火或油箱爆炸時(shí)。
(4)發(fā)生下列情況之一時(shí),不查明原因不得將電容器組合閘送電:1)當(dāng)電容器組開關(guān)跳閘后,不準(zhǔn)強(qiáng)送電。
2)當(dāng)變電所出現(xiàn)事故跳閘,全所無電后,必須將電容器組的開關(guān)拉開。
3)熔斷器熔絲熔斷后,查不明原因,不得更換熔絲強(qiáng)行送電。
4)電容器組再次合閘時(shí),必須在斷開3分鐘之后進(jìn)行。
5)電容器組每次拉閘之后,必須通過放電裝置隨即進(jìn)行放電,待電荷消失后再合閘。
5、電容器常見故障及應(yīng)對(duì)措施
(1)電容器運(yùn)行時(shí),電流、電壓、溫升等超過規(guī)定時(shí),應(yīng)將電容器及時(shí)退出工作。
當(dāng)電容器噴油、著火時(shí),應(yīng)立即斷開設(shè)備電源并滅火器滅火。
(2)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)異常聲響、滲漏油、外殼鼓脹時(shí),可能運(yùn)行溫度、電壓過高或高次諧波引起過電流,應(yīng)及時(shí)退出工作,查明原因。
(3)當(dāng)電容器熔斷絲熔斷時(shí),應(yīng)向調(diào)度員匯報(bào)并取得同意,在斷開斷路器。
斷電后,對(duì)電容器放電,在查原因,若無故障跡象,可更換熔絲繼續(xù)投入運(yùn)行。
(4)電容器合閘投入運(yùn)行前,必須放電完畢。
保護(hù)裝置自動(dòng)跳閘后,不得強(qiáng)行送電。
電容器不得安設(shè)自動(dòng)合閘裝置。
其他情況應(yīng)根據(jù)檢查中的實(shí)際問題,采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行妥善處理。
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