張李傳

摘 要：電壓是衡量電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，電力系統(tǒng)中的各種用電設(shè)備只有在電壓為額定值時(shí)才能取得最好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。利用電力電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償則是保證電壓穩(wěn)定的一個(gè)重要手段。

關(guān)鍵詞：電力電容器；無(wú)功補(bǔ)償；安全運(yùn)行

0 引言

利用電力電容器就地發(fā)出無(wú)功功率，以減少無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)、降低輸電線路因輸送無(wú)功功率造成的電能損耗，改善電網(wǎng)的運(yùn)行條件，這種做法稱為無(wú)功補(bǔ)償。一般在110kV及以下的電網(wǎng)中，通常運(yùn)用這種即耐用又實(shí)惠的方法。使用無(wú)功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)設(shè)計(jì)容量減少，降低投資；提高電網(wǎng)功率因數(shù)，降低線路損耗，改善電壓質(zhì)量。

1 電力電容器無(wú)功補(bǔ)償基本原理

電力電容器作為發(fā)電機(jī)可以產(chǎn)生容性無(wú)功電流，其基本原理是：一個(gè)有感性功率的負(fù)荷和一個(gè)電容器并聯(lián)連接，則無(wú)功能量在容性的電容器與感性的負(fù)荷之間互相交換，不再需要從電源中吸收無(wú)功能量。這樣以來(lái)，就降低了線路上的無(wú)功電流，在輸出一定有功功率的情況下，供電系統(tǒng)的損耗降低。目前，把電力電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置使用在電力系統(tǒng)中是非常普遍的。所以，作為電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙萜魇俏磥?lái)發(fā)展的方向。

2 電力電容器無(wú)功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)、缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：電力電容器無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備安裝方便，安裝位置不受限制，可以增加或減少補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)；有功損失非常小，建設(shè)周期短，不用投入過(guò)多資金；沒(méi)有旋轉(zhuǎn)部件和后期操作維護(hù)方便；即使是內(nèi)部一個(gè)組件損壞，保護(hù)裝置可以快速地退出運(yùn)行故障組件，對(duì)整個(gè)的電容器影響很小。

缺點(diǎn)：電力電容器無(wú)功補(bǔ)償裝置的缺點(diǎn)：只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)節(jié)，無(wú)功補(bǔ)償精度不高；時(shí)間響應(yīng)為秒級(jí)甚至分鐘級(jí)，不能快速跟蹤無(wú)功功率的變化；另外，若通風(fēng)不暢通，如電容器的運(yùn)行溫度在高于70℃后，很容易出現(xiàn)膨脹甚至爆炸等危險(xiǎn)現(xiàn)象；電力電容器設(shè)備的電壓特性有缺陷，特別是對(duì)短路故障的穩(wěn)定性很差，切斷電源之后，會(huì)存在一個(gè)放電過(guò)程。

3 電力電容器無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕绞?/p>

3.1 高壓集中補(bǔ)償

高壓集中補(bǔ)償是指將補(bǔ)償電容器安裝到變電站6kV-35kV高壓母線上的補(bǔ)償方式。其補(bǔ)償裝置可與變電站內(nèi)其它設(shè)備同步管理、維護(hù)，可靠性高；但是使用這種方式的經(jīng)濟(jì)收益不是很高。

3.2 低壓集中補(bǔ)償

通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)把低壓電容器和變壓器的低壓母線連接在一起就是低壓集中補(bǔ)償，其優(yōu)點(diǎn)是：接線十分方便簡(jiǎn)單、后期運(yùn)行維護(hù)少，無(wú)功可以就地平衡，從而增加配變的利用率，能將網(wǎng)損合理的降低，有很好的經(jīng)濟(jì)性特征，是無(wú)功補(bǔ)償中常使用的方法。

3.3 高壓分散補(bǔ)償

高壓分散補(bǔ)償是指將其安裝到6kV-10kV線路上，一般是區(qū)域負(fù)荷的中心，來(lái)提高線路電壓質(zhì)量的補(bǔ)償模式。它主要使用在高壓配電及遠(yuǎn)距離配電線路的中后端。

3.4 低壓分散補(bǔ)償

低壓分散補(bǔ)償就是將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器安裝在用電設(shè)備旁邊，以補(bǔ)償安裝部位設(shè)備的無(wú)功功率。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是降低配電網(wǎng)以及變壓設(shè)備中涵蓋的無(wú)功；減少線路的導(dǎo)線截面及變壓器的容量。它也有缺點(diǎn)就是點(diǎn)動(dòng)、堵轉(zhuǎn)、反接制動(dòng)的電機(jī)則不適合此方式。

4 電力電容器的安全運(yùn)行

4.1 電容器安裝接線應(yīng)符合技術(shù)要求

集中補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M，應(yīng)在一個(gè)電容器室里，室內(nèi)經(jīng)常通風(fēng)。電容器組通過(guò)斷路器和母線連接在一起。另外，當(dāng)電容器采用星形接線時(shí)，為避免系統(tǒng)單相接地電壓上升，其外殼和地面絕緣材料和絕緣等級(jí)符合電網(wǎng)的額定電壓。

4.2 允許運(yùn)行電流

在日常的使用過(guò)程中，設(shè)備需要在設(shè)定好的電流額度之下進(jìn)行工作，而且它的電流最大不應(yīng)超過(guò)設(shè)定好的值的一點(diǎn)三倍，三相電流的差值不超過(guò)百分之五。

4.3 允許運(yùn)行電壓

電容器在1.1倍的額定電壓下可長(zhǎng)期運(yùn)行，但夜里承擔(dān)的電壓往往超過(guò)額度電壓。電容器的壽命會(huì)受到過(guò)電壓的影響，經(jīng)檢查，電容器壽命和電壓的7-8次方成反比。所以，為了防止產(chǎn)生過(guò)電壓，在選擇裝置時(shí)應(yīng)該挑選一個(gè)較高額定電壓的電容器且規(guī)定電容值差別不大的它們串聯(lián)在一起，同時(shí)，三相差值要小。另外，應(yīng)選用真空、SF6等合適的斷路器，且工作中盡量避免電容器組投、切次數(shù)，防止頻繁操作產(chǎn)生過(guò)電壓沖擊。

4.4 電力諧波問(wèn)題

在電容器兩端有電力諧波電壓時(shí)，會(huì)因?yàn)殡娙萜鲗?duì)電力諧波的阻礙小，諧波電流加疊在電容器的基波上，使電容器電流增大，溫度上升，壽命減少，引起電容器過(guò)負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生爆炸。另外，如果故障出現(xiàn)加劇現(xiàn)象，可能是由于諧波和電容器連接在一起形成電力諧波諧振造成的。

4.5 嚴(yán)禁電容器組帶電荷合閘

如果合閘瞬間電壓極性正好和電容器上殘留電荷的極性相反，兩電壓相加將在回路上產(chǎn)生很大的沖擊電流，引起過(guò)熱爆炸。所以，電容器組每次重新合閘，必須在斷路器斷開(kāi)電容器組放電5分鐘后進(jìn)行。其次，電容器端應(yīng)和放電電阻并聯(lián)在一起，使其停電后能自動(dòng)放電。最后，操作人員要提高安全意識(shí)，防止此類(lèi)事情發(fā)生。

4.6 環(huán)境溫度的影響

電容器的運(yùn)行溫度是運(yùn)行人員必須時(shí)刻關(guān)注的問(wèn)題。為了保證電容器安全運(yùn)行及達(dá)到預(yù)定使用年限的重要條件是溫度不能超出允許范圍。運(yùn)行溫度高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)擊穿強(qiáng)度的減小。如果溫升繼續(xù)高，就會(huì)破壞熱平衡，出現(xiàn)熱擊穿的現(xiàn)象。運(yùn)行溫度過(guò)低時(shí)，電容器內(nèi)部將是負(fù)電壓，游離電壓會(huì)降低。所以，不同地區(qū)電力部門(mén)應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件參照電容器技術(shù)規(guī)定要求選擇相應(yīng)類(lèi)型，以保證運(yùn)行的安全。

4.7 繼電保護(hù)問(wèn)題

在電網(wǎng)中，繼電保護(hù)設(shè)備應(yīng)用很廣泛，且在電網(wǎng)中擔(dān)當(dāng)著重要的作用：即可以保電力設(shè)備安全運(yùn)行，又可以保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，在高壓供電系統(tǒng)線路保護(hù)、主變保護(hù)、電容器保護(hù)等中普遍使用。高壓供電系統(tǒng)分母線繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)用，對(duì)于不并列運(yùn)行的分段母線裝設(shè)電流速斷保護(hù)，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動(dòng)解除。另外，還應(yīng)該安裝過(guò)電流保護(hù)，但負(fù)荷等級(jí)較低的配電所不可以安裝此設(shè)保護(hù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

電力電容器無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可以使電網(wǎng)的電能損失降低、配電網(wǎng)供電能力提高和加強(qiáng)其系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于電力電容器具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此，它是滿足供電質(zhì)量并取得很好的經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。

參考文獻(xiàn)：

[1]林憲峰.淺談電力電容器無(wú)功補(bǔ)償及其安全應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?012（19）.

[2]仇華.電力電容器無(wú)功補(bǔ)償?shù)耐度肱c效益分析[J].農(nóng)村電工，2011（05）.