襄陽源創電氣有限公司小王告訴我們:高壓電容補償柜介紹

 

    一、概述

 

    在工廠供電系統中，絕大多數用電設備都具有電感的特性。（諸如：感應電動機、電力變壓器、電焊機等）這些設備不僅需要從電力系統吸收有功功率，還要吸收無功功率以產生這些設備正常工作所必需的交變磁場。然而在輸送有功功率一定的情況下，無功功率增大，就會降低供電系統的功率因數。因此，功率因數是衡量工廠供電系統電能利用程度及電氣設備使用狀況的一個具有代表性的重要指標。

 

    二、功率因數的含義及計算

 

    有功功率、無功功率和視在功率的關系。用公式表示則為：式中 S—視在功率（KVA）；P—有功功率（KW）；Q—無功功率（Kvar）。

 

    根據交流電路的基本原理，存在以下關系：

 

    S=UI

 

    P=UIcosφ= Scosφ

 

    Q=UIsinφ= Ssinφ

 

    式中 U—設備兩端的電壓（KV）；

 

    I—通過設備的電流（A）；

 

    cosφ—功率因數。

 

    φ角為功率因數角，表示電壓與電流之間的相位差，它的余弦（cosφ）表示有功功率與視在功率之比，稱為功率因數。即：cosφ=P/S。

 

    因此，用電設備的有功功率不僅隨電壓與電流的大小而變化，而且也隨電壓與電流之間的相位差而變化。

 

    當有功功率需要量保持恒定時，無功需要量越大，其視在功率也就越大。而為滿足用電設備需要，勢必要增大變壓器及配電線路的容量，如此不僅增加投資費用，而且增大設備及線路的損耗，浪費了電力。另外，無功功率需要量的增加，還使變壓器及線路的電壓損失增大，劣化電壓質量。看來無功功率對電網及工廠企業內部供電系統都有不良影響，必須設法降低無功功率的需要量即提高功率因數 cosφ。根據《全國供用電規則》的規定，要求一般工業用戶的功率因數為0.85～0.9以上。

 

    三、提高功率因數的措施

 

    提高功率因數的方法很多，主要分為兩大類，即提高自然功率因數和進行人工補償提高功率因數。所謂提高自然功率因數，是指不添置任何補償設備，采取措施改善設備工況，以減少用電設備的無功功率，提高功率因數。所謂人工補償提高功率因數，一般指工廠企業多采用并聯電容器來補償無功功率。

 

    四、并聯電容器的優點

 

    并聯電容器有幾項優點：它的有功功率損耗小；運行維護方便；單臺容量較小，便于集合成組裝置；個別電容器損壞并不影響整個裝置的運行，所以應用很廣泛。

 

    五、并聯電容器的補償方式

 

    并聯電容器的補償方式可分為三種：個別補償、分組補償和集中補償。個別補償是指將并聯補償電容器組裝設在需進行無功補償的各個用電設備附近。這種補償方式特別適用于負荷平穩、經常運轉而容量又大的設備如大型感應電動機、高頻電爐等采用。分組補償一般適用于低壓系統。集中補償一般設置在總降壓變電所或總配電所高壓母線上，電容器利用率高，能減少變電所前電力系統和企業主變壓器及供電線路的無功負荷，增加其負荷能力，但并不能減少企業內部配電網絡的無功負荷。采取哪種方式為合理，需要進行技術經濟比較后加以確定。

 

    六、并聯電容器的控制方式

 

    并聯補償的電力電容器有手動投切和自動控制兩種控制方式。常規用于集中補償的高壓電容器組，均采用高壓斷路器進行手動投切。采用自動控制的并聯補償電容器可以達到較理想的無功補償要求，但投資較大，且維修比較麻煩，因此凡可不用自動補償或采用自動補償效果不大的地方，均不宜裝設自動無功補償裝置。由于高壓電容器采用自動補償時對電容器電路中的切換元件要求較高，價格較貴，而且我國目前有的產品質量尚不穩定，因此國標修訂本中特別規定：在采用高、低壓自動補償裝置效果相同時，宜采用低壓自動補償裝置。

 

    七、并聯電容器的接線方式

 

    電容器采用Y形接線，在一相電容器發生擊穿短路時，其短路電流僅為正常工作電流的3倍，因此運行就安全多了。所以新訂國標修訂本規定：在高壓電容器組的容量較大（超過400Kvar）時，宜采用Y形接線（中性點不接地）。這時電容器的額定電壓應按電網相電壓（即電網額定電壓除以√3）來選擇，例如10KV電網中，電容器Y形接法時應選用額定電壓為11/√3kV的電容器；而電容器為△接法時應選用額定電壓為 11kV 的電容器，通常電容器額定電壓比電網電壓高10%，以便電網電壓正偏移10%時電容器也不致被擊穿。

 

    八、并聯電容器的放電設備

 

    由于電容器從電網上切除有殘余電壓，殘余電壓高可達電網電壓的峰值，這對人身是很危險的。所以規定：電容器組應裝設放電設備，使電容器組兩端的電壓從峰值降到50V所需時間，對高壓電容器長為5min，對低壓電容器長為1min，通常利用電壓互感器的一次饒組來放電。為了確保可靠放電，電容器組的放電回路中不得裝設熔斷器或開關設備，以免放電回路斷開，危及人身安全。

 

    九、諧波的處理方式

 

    為了減少和避免高次諧波對并聯補償裝置的危害，為減少諧波電流流入電容器和合閘涌流，可串適當的電抗器。其感抗值應在可能產生的任何諧波下，均使電容器回路的總電抗為感抗，從而消除諧振的可能。如對 6 脈沖整流線路，有 5次以上諧波，K=4.5%～6%；對有3次諧波的線路K=12%～13%（其中K為電抗率）。

 

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