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無功補償電容器的應(yīng)用
無功補償電容器的應(yīng)用
摘要:電容器作為無功補償裝置的重要設(shè)備,在配電系統(tǒng)中被廣泛使用。用電企業(yè)投入電容補償后,通過合理的配置和控制電容器,功率因數(shù)提高到了0.9以上,達(dá)到了用電標(biāo)準(zhǔn),每年可節(jié)能100萬余元。
關(guān)鍵詞:電容器 無功補償 功率因數(shù) 節(jié)能
1前言
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,各種電子設(shè)備的應(yīng)用,導(dǎo)致電網(wǎng)污染越來越嚴(yán)重,無功補償電容器能有效維持系統(tǒng)的電壓水平,提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠性,能夠降低電網(wǎng)損耗。同時無功補償電容器具有自動切換、操作方便、運行性維護方便等特點,越來越受到企業(yè)的青睞。
2 無功補償電容器
2.1 無功補償電容器原理
在交流電路中,由電源供給負(fù)載的電功率有兩種:一種是有功功率P,是指保持用電設(shè)備正常運行所需的電功率;另一種是無功功率,是指用于電路內(nèi)電場和磁場交換,并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電動率。視在功率S表示有功功率和無功功率的矢量和。電感性負(fù)載的電壓和電流的相量間存在相位差,通常用相位角表示,相位角的余弦稱為功率因數(shù)。用電設(shè)備本身所具有的功率因數(shù)稱為自然功率因數(shù),多數(shù)用電設(shè)備的自然功率因數(shù)都比較低。并聯(lián)電容器與供電設(shè)備或負(fù)載并聯(lián),則供電設(shè)備或負(fù)載所需的無功功率可以全部或部分由并聯(lián)電容器供給,即并聯(lián)電容器發(fā)出的容性無功使系統(tǒng)無功功率增加,提高了功率因數(shù)。
2.2無功補償電容器的作用
電容在交流電路里可將電壓維持在較高的平均值,改善增加電路電壓的穩(wěn)定性。對大電流負(fù)載的突發(fā)啟動給予電流補償,電力補償電容組可提供巨大的瞬間電流,減少對電網(wǎng)的沖擊。
電路中大量的感性負(fù)載會使電網(wǎng)的相位產(chǎn)生偏差(感性元件使電壓相位超前電流90°),而電容在電路里的特性與電感正好相反,起補償作用。
在一定的有功功率下,當(dāng)用電企業(yè)功率因數(shù)cosP越小,其視在功率也越大,為滿足用電的需要,供電線路和變壓器的容量也越大。這樣不僅增加供電投資,降低設(shè)備利用率,也將增加線路網(wǎng)損。在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時,用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn):高壓用電的工業(yè)用戶和裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶,功率因數(shù)為0.9以上:其他100kVA及以上電力用戶和大中型電力排灌站,功率因數(shù)為0.85以上;農(nóng)業(yè)用電功率因數(shù)為0.8以上。
2.3 電容器安全運行條件及保護措施
電容器安全運行條件:
(1)電容器應(yīng)在額定電壓下運行,電容器長時間允許電壓不得超過其額定電壓的1.1倍,如果超過,電容器應(yīng)退出運行;
(2)電容器可以在額定電流下長期運行,允許運行上限電流不超過額定電流的1.3倍;
(3)電容器的額定頻率必須與電網(wǎng)的工作頻率一致;
(4)電容器組運行的環(huán)境溫度在-40℃~40℃時,充礦物油的電容器組允許溫升為50℃,充硅油的電容器組允許溫升為55℃。每臺電容器上應(yīng)安裝單獨熔絲保護,電容器組應(yīng)有繼電保護,包括過流保護、電壓不平衡和缺相保護、不平衡,電流保護、過電壓保護、低電壓與失壓保護。
另外,為了避免操作過電壓和大氣過電壓系統(tǒng),還應(yīng)該安裝機座的避雷器用來保護電容器(2)。
3 無功補償電容器的實際應(yīng)用
設(shè)立電容器室,安裝電纜溝及電容器組支撐架,在電容器室安裝監(jiān)控,采取防火措施,配置滅火器。無功補償裝置采用全膜介質(zhì)電容器,通過按鈕將斷路器合閘后,補償裝置進(jìn)入工作狀態(tài),完全自動運行,實時跟蹤自動補償,控制器檢測到系統(tǒng)電壓超過控制器設(shè)備定的電壓下限并且無功電流超過設(shè)定的投切門限值時,自動判斷出需投切電容器組的級數(shù),將對應(yīng)電容器投入式切除。
補償電容器運行階段,制定巡視檢查制度。由主配電室值班人員每4h對電容器室巡視檢查一次,檢查內(nèi)容主要有設(shè)備的工作模式(正常/故障,分閘狀態(tài)和合閘狀態(tài)),電容器組的工作狀態(tài)(投/切),正常運行過程中有無異常聲音,房間內(nèi)有無異味,環(huán)境溫度有無過熱,電容器運行的電壓、頻率電流是否符合電容器的要求。值班人員每班在電容補償裝置運行日志上記錄運行情況,記錄內(nèi)容包括電容器組的工作狀態(tài),系統(tǒng)參數(shù)(系統(tǒng)有功、系統(tǒng)無功、功率因數(shù)、無功電流、系統(tǒng)電壓、系統(tǒng)電流、補償電流)。技術(shù)人員每周至少檢查電容器運行日志兩次。發(fā)現(xiàn)隱患及時處理,經(jīng)過近2a的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,投入電容補償后,功率因數(shù)提高到了0.9以上,基本處于0.95左右,達(dá)到了用電標(biāo)準(zhǔn),降低了企業(yè)成本。
參考文獻(xiàn)
[1] 周志敏,周紀(jì)海,紀(jì)愛華.無功補償電容器配置·運行·維護[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.
[2] 文紹卿,電力電容器無功補償及其安全應(yīng)用J].河南科技,2011(5):56-57.
來源:《山東冶金》
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