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博寧電氣(圖)-動態(tài)無功補償裝置-無功補償裝置

淺談電力電容器無功補償及其安全應用

1、諧波問題

由于電容器回路是一個LC電路，它對一些諧波會導致諧振現象，容易發(fā)生告辭諧波問題，導致電流和電壓都上升的情況出現。并且諧波電流會嚴重的損害到電容器，導致設備擊穿發(fā)生短路問題。所以，當設備在正常的情況下進行活動的時候，可以通過在其上串聯(lián)電抗器裝置，目的是為了有效地降低此種電流現象。

2、繼電保護問題

繼電保護主要由繼電保護成套裝置實現，目前國內幾個電氣廠家生產的繼電保護裝置技術都已經非常成熟，安全穩(wěn)定、功能強大。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(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要手段。

3、問題

電容器在運行過程中，如出現電容器內部元件擊穿、電容器對外殼絕緣損壞、密封不良和漏油、鼓肚和內部游離、鼓肚和內部游離、帶電荷合閘或是溫度過高、通風不良、運行電壓過高、諧波分量過大、操作過電壓等情況，都有可能引起電容器損壞。為預防電容器事故，正常情況下，可根據每組相電容器通過的電流量的大小，按1.4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(xù)產生熱量;在補償柜上每相安裝電流表，保證每相電流相差不超過±4　%，若發(fā)現不平衡，立即退出運行，檢查電容器;監(jiān)視電容器的溫升情況;加強對電容器組的巡檢，避免出現電容器漏油、鼓肚現象，以防。

4、允許運行溫度

電容器正常工作時，其周圍額定環(huán)境溫度一般為40　℃～-24　℃;其內部介質的溫度應低于64　℃，不得超過70　℃，否則會引起熱擊穿，或是引起鼓肚現象。電容器外殼的溫度是在介質溫度與環(huán)境溫度之間，不應超過44　℃。因此，應保持電容器室內通風良好，確保其運行溫度不超過允許值。

無功補償裝置的選擇

常規(guī)補償裝置的選擇目前工廠企業(yè)中常用的無功補償裝置是由電容器組、電容器支路保護、投切開關和自動補償控制器等組成的電容器分組自動投切無功補償裝置。為了使各組電容器和開關的運行平衡化，應避免個別電容器組頻繁開合而造成該電容器組過早損壞，各電容器組之間宜采用輪換循環(huán)投切使用的原則，即先投入先切除。

串聯(lián)電抗器由于現在工廠中多有波動性、沖擊性負荷，這些設備運行時會產生大量諧波，引起電網電壓波動、閃變及三相不平衡，影響用電設備的安全運行。雖然電容器本身具備一定的抗諧波能力，但同時也有放大諧波的副作用。諧波含量過大時，會對電容器的壽命產生影響，甚至造成電容器的過早損壞，由于電容器對諧波的放大作用，將使系統(tǒng)的諧波干擾更嚴重;因而在有較大諧波干擾時，需要補償無功功率的地點考慮增加濾波裝置。

在電容器回路中串聯(lián)電抗器是解決此問題的有效方法，除此之外，串聯(lián)電抗器還可限制電容器的合閘涌流，降低電容器在投入瞬間產生的涌流對電網和開關器件的沖擊。

供配電系統(tǒng)無功補償方案

1、補償方案

空壓配電一次系統(tǒng)中，高壓6kV主要為6kV異步電動機負荷，而低壓0.4kV也多為0.4kV異步電動機負荷和照明負荷，按照文章部分所述無功補償原則，采取高壓就地補償和低壓就地補償方案，6kVI段母線和II段母線分別補償300kVar無功容量，低壓0.4kV采用多組25kVar電容器組成兩面低壓無功補償柜進行無功補償。低壓補償采用接觸器式控制，低壓補償采用都凱提rego控制器，采用1∶2∶2的投切方式，電容器采用三角形接法的干式電容器，電容器與電抗器相串聯(lián)后并入電網;高壓電容采用Y形接法，經高壓斷路器合閘后投后電網運行;這樣采用6kV高壓和0.4kV低壓分別就地集中補償方式，能夠有效解決配電一次系統(tǒng)中負荷運行可能引起輸電線路無功電流的增大、配電線路截面不匹配等問題。

2、補償效果分析

按照所描述的無功補償方案進行盤柜設計安裝后，經調試投運后，按高低壓II段進行數據采集，空壓配電一次系統(tǒng)6kV和0.4kV側母線電壓畸變率得到有效控制，補償后總諧波畸變率分別為0.67%和0.53%，高壓6kV側功率因數由補償前的0.856有效升高到0.967，相應設備利用率提高11.48%，此時高壓無功補償量為300kVar，所選300kVar補償柜能夠滿足實際運行需求；低壓0.4kV側功率因數由補償前為0.84，投切第二組50kVar后，達到0.94，相應設備利用率提高10.64%，所選0.4kV無功補償柜進行動態(tài)補償經濟效益較好。由此可以看出，采用無功補償裝置對空壓配電一次系統(tǒng)進行技術升級改造后，高、低壓側電壓畸變率、線路損耗等均有較為明顯降低，系統(tǒng)功率因數、設備節(jié)電率等也有較大提高，空壓配電一次系統(tǒng)運行節(jié)能經濟效益較好。