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無功補償和并聯電容器
無功補償和并聯電容器
摘要:通過對電路加設并聯電容來進行無功功率補償的原理,以實現節省電能、降低壓損、提高供電質量。
關鍵詞:功率因數 電容器 無功補償
由于礦山企業使用大功率的電機、變壓器等電感性設備,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,以減少對電源系統的無功功率的消耗。
1、并聯電容器在電力系統中的無功補償方式
電容器的補償具有投資小、有功功率損失小、運行維護方便、故障范圍小的特點。
電容器的補償方式,應以無功就地平衡為原則。
電網的無功負荷主要由用電設備和輸變電設備引起的。
除了在比較密集的供電負荷中心集中裝設大、中型電容器組,便于中心電網的電壓控制和穩定電網的電壓質量之外,還應在距用電無功負荷較近的地點裝設中、小型電容器組進行就地補償。
安裝電容器進行無功補償可采取三種形式:集中、分組或個別就地補償。
(1)集中補償:在低壓配電線路中安裝并聯電容器組,將其集中安裝在變電所的一次或二次側的母線上。
(2)分組補償:分組補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,它可與工廠部分負荷的變動同時投入或切除。
(3)個別就地補償:在單臺用電設備處安裝并聯電容器,直接對其所需無功功率進行補償。
電容器補償其優點:(1)因電容器與電動機直接并聯,同時投入或停用,可使無功不倒流,保證用戶功率因數始終處于滯后狀態,既有利于用戶,也有利于電網。
(2)有利于降低電動機起動電流,減少接觸器的火花,提高控制電器工作的可靠性。
(3)加裝無功補償設備,不但使功率消耗小,功率因數提高,還可以充分挖掘設備輸送功率的潛力。
在確定無功補償容量值時,應注意兩點:(1)在輕負荷時要避免過補償,倒送無功造成功率損耗增加,也是不經濟的。
(2)功率因數越高,每千伏補償容量減少損耗的作用將變小,通常情況下,將功率因數提高到0.95就是合理補償。
2、電容器組的保護
(1)電容器單臺熔絲保護:在每臺電容器上都裝有單獨的熔斷器,可避免電容器內部故障擊穿短路時油箱爆炸,并波及和影響鄰近電容器。
當單臺電容器發生故障后,通過熔絲熔斷,可避免整組電容器的總開關頻繁跳閘,保持了電容器組運行的連續性。
同時不中斷無功輸出,又可提高系統運行中電壓的穩定性。
熔絲保護結構簡單、安裝方便,便于切除故障的電容器,并有明顯的標志,使檢修人員容易及時發現故障電容器的位置。
(2)過電壓保護:它是防止運行系統過電壓危害電容器組安全運行的保護裝置。
當運行電壓超過電容器組額定電壓的1.1-1.2倍時,開關自動跳閘,使電容器組退出運行狀態。
電容器組若安裝了自動投切裝置,則不需要再安裝過電壓保護裝置。
這種保護運行效果較好,已被廣泛采用。
(3)過電流保護:一般電容器均采用此種保護。
過電流保護主要是防止短路故障擴大和防止過負荷.當電容器組發生母線短路故障或過負荷超過規定的允許值時,開關自動跳閘,迅速切除故障,還可作為熔斷器保護的后備保護。
(4)低電壓保護:它主要是防止電容器組合閘損壞.考慮合閘產生的工頻過電壓和振蕩過電壓對電容器的危害,當運行母線電壓降低到額定值的60%左右時,低電壓保護動作于開關進行跳閘,使電容器組切斷。
使用該保護可避免變電所事故停電后,再恢復送電時的同時合閘造成的危害。
(5)零序電壓保護:電容器發生故障后,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生的電壓不平衡來啟動繼電器,使開關跳閘。
單星形接線的電容器組多采用零序電壓保護。
(6)不平衡電流保護: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過電流繼電器,從而使開關自動跳閘,從而保護了電容器。
3、電容器組的運行條件
額定電壓,電容器組允許在其1.1倍額定電壓下短期運行;允許過電流,電容器組不得在其1.3倍額定電流下運行;額定頻率,電容器組的頻率必須與電網上的工作頻率一致,因為電容器的容抗與頻率成反比。
允許溫升,電容器運行溫度過高,會影響其使用壽命,甚至引起介質擊穿,造成電容器損壞。
因此溫度對電容器的運行是一個極為重要的條件。
電容器的周圍環境溫度應遵照制造廠的規定。
若廠家無規定時,一般應為-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、電容器組的操作規定
(1)在正常情況下的投入或退出運行,應根據無功負荷電流、電壓以及負荷功率因數等三種情況來決定。
(2)變電所進行全部停電操作時,須先拉開電容器組開關,后拉開各出路出線開關;變電所恢復全部送電時,須先合上各出線開關,再合上電容器組開關。
(3)在發生下列異常情況之一時,須立即拉開電容器組開關,使其及時退出運行。
1)電容器組母線電流、電壓超過電容器組允許值時。
2)電容器油箱外殼最熱點溫度及周轉環境溫度超過規定的允許值時。
3)電容器連接線接點嚴重過熱或熔化。
4)電容器內部或放電裝置有嚴重異常響聲、電容器外殼有較明顯異常膨脹、變形時。
5)電容器瓷套管發生嚴重放電閃爍;電容器噴油起火或油箱爆炸時。
(4)發生下列情況之一時,不查明原因不得將電容器組合閘送電:1)當電容器組開關跳閘后,不準強送電。
2)當變電所出現事故跳閘,全所無電后,必須將電容器組的開關拉開。
3)熔斷器熔絲熔斷后,查不明原因,不得更換熔絲強行送電。
4)電容器組再次合閘時,必須在斷開3分鐘之后進行。
5)電容器組每次拉閘之后,必須通過放電裝置隨即進行放電,待電荷消失后再合閘。
5、電容器常見故障及應對措施
(1)電容器運行時,電流、電壓、溫升等超過規定時,應將電容器及時退出工作。
當電容器噴油、著火時,應立即斷開設備電源并滅火器滅火。
(2)運行時出現異常聲響、滲漏油、外殼鼓脹時,可能運行溫度、電壓過高或高次諧波引起過電流,應及時退出工作,查明原因。
(3)當電容器熔斷絲熔斷時,應向調度員匯報并取得同意,在斷開斷路器。
斷電后,對電容器放電,在查原因,若無故障跡象,可更換熔絲繼續投入運行。
(4)電容器合閘投入運行前,必須放電完畢。
保護裝置自動跳閘后,不得強行送電。
電容器不得安設自動合閘裝置。
其他情況應根據檢查中的實際問題,采取適當的方法進行妥善處理。
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