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提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)不僅是供電部門一項主要經(jīng)濟指標(biāo),同時也是眾多電力用戶管理中的一項節(jié)能的技術(shù)措施。本文簡要介紹電容器并聯(lián)補償器無功功率的方法及其安全運行常識。
一、提高功率因數(shù)的意義
電動機和變壓器在運行中建立交變磁場所消耗的功率叫做感性無功功率。無功功率不是無用的功率,與有功功率一樣,無功功率也是由電源供給的。
電力系統(tǒng)中用電設(shè)備吸收的無功功率太多時,將會會使功率因數(shù)嚴(yán)重偏低,功率因數(shù)偏低的影響如下:
1.降低發(fā)電機的有功功率輸出,使電源設(shè)備的使用功率下降,使系統(tǒng)內(nèi)變電和輸電設(shè)備的供給能力降低,即減少輸出功率。
2.使電力線路的電壓損失加大,造成電能質(zhì)量下降。
3.使供電系統(tǒng)損耗加大,造成了電源的損失。
二、提高功率因數(shù)的方法
提高功率因數(shù)的方法的方法很多,其中,最常用的方法是在供用電線路中加裝并聯(lián)的電力電容器,以補償感性負載消耗的無功功率,這種方法的實質(zhì)是利用電容器產(chǎn)生的無功電流抵消感性負載上落后電壓相量的無功電流。
并聯(lián)電容器補償功率因數(shù)有以下三種方式:
1.個別補償。將電容直接接到用電設(shè)備處。采用這種補償方式的電容器及電動機通常共用一套控制設(shè)備,與電動機同時投入、同時退出。這種方式可使無功功率得到徹底補償,不但可使高壓線路上的電流減小,而且低壓干線和分支線上的電流也同時減小,電壓將和線路損耗相應(yīng)降低。其缺點是投資較高。此外,因電容器和電動機同時投入和同時退出,造成電容器利用率不高。
2.分組補償。將電容器分組安裝在各配電屏和車間內(nèi)。這類補償利用率較高,電容器可隨負荷變更而投入或退出,使高壓線路和變壓器上的無功功率得到補償。其缺點是不能減少分支線上的電流,且安裝較為復(fù)雜。
3.集中補償。將電容器安裝于變配電所高低壓母線上。目前鐵路變、配電所均采用這種方式。其優(yōu)點是安裝維護簡便,運行可靠,利用率高。近年來,由于一些企業(yè)采用了功率因數(shù)自動補償裝置,使這一補償方式進一步得到完善。集中補償?shù)娜秉c是被補償?shù)淖兣潆娝蛪合到y(tǒng)不能得到補償。
單臺電動機補償時,應(yīng)按電動機空載時的功率因數(shù)補償來考慮。這是因為空載時電動機的無功負荷最小,補償后電動機滿載,功率因數(shù)仍為滯后。如果按電動機滿載時考慮補償,補償后空載或輕載運轉(zhuǎn)時就會變成過補償。
集中補償?shù)难a償電容量QC按下式計算:
QC=P(tg¢1-tg¢2)
式中QC---需要補償?shù)碾娙萜魅萘?,kvar
P---負荷的有功功率,KW
tg¢1-tg¢2---補償前和補償后的功率因數(shù)角的正切值。
三、電容補償?shù)慕泳€方式
電力系統(tǒng)的補償電容器有兩種聯(lián)結(jié)方式,一是將電容器串聯(lián)在線路上進行串聯(lián)補償,另一種是將電容器并聯(lián)在線路上進行并聯(lián)補償。串聯(lián)補償可以改善電壓質(zhì)量,提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和增加輸送能力。并聯(lián)補償可以給系統(tǒng)補充無功功率,提高電網(wǎng)功率因數(shù),提高供電能力。
并聯(lián)補償器電容器有兩種接線方式,即:
1.星形接線。當(dāng)電容器額定電壓等于線路額定相電壓時,可采用星形接線。
2.三角形接線。當(dāng)電容器額定電壓等于線路額定線電壓時,可采用三角形接線。
不管哪種接線,每臺電容器所承受的電壓,必須與電容器額定電壓相等,使電容器能夠安全運行,并使容量得到充分利用。
四、電容器安裝與運行注意事項
1.集中補償?shù)母邏弘娙萜?,?yīng)設(shè)專門的電容器室,室內(nèi)應(yīng)有良好的自然通風(fēng),電容器室夏天溫度不得超過40℃,否則應(yīng)增設(shè)通風(fēng)降溫裝置。
2.高壓電容器組容量在600kvar及以下時可用負荷開關(guān)操作;600kvar以上時用斷路器操作;低壓電容器可用低壓接觸器或低壓斷路器操作。
3.電容器安裝時,同一平面一般按兩排考慮,每一排不宜超過三層,最下邊一層底部距地面不應(yīng)小于0.3M,上層電容器距地面不應(yīng)大于2.5M,每層中各個電容器距一般不小于0.1M。
4.電容器應(yīng)裝有專用的放電電阻回路。以保證電源斷開時泄放電容器上的殘存電荷;放電回路中不允許裝設(shè)熔斷器和開關(guān)。
5.每臺高壓電容器都必須有單獨的熔絲保護,當(dāng)某一臺電容器有故障時,其熔絲熔斷,不致影響其它電容器;深絲可以1.5---2.5倍額定電流選擇。
6.電壓為10KV,容量為600kvar以上的電容器組可采用過電流保護裝置。
7.電容器上不允許安裝自動重合閘裝置。
8.電容器外殼接地應(yīng)良好;運行中每月應(yīng)對放電電阻及其回路進行一次檢查,確認是否良好。
9.處理電容器故障時,應(yīng)先斷開斷路器及隔離開關(guān);電容器放電電阻放電后,在進行人工放電,將殘存電荷放盡。人工放電時,先將接地一端固定好,再用接地棒多次接觸電容器放電,直至無火花為止。由于故障電容器可能有引線接觸不良或內(nèi)部斷線和溶絲溶斷現(xiàn)象,殘存電荷可能未放盡,這時檢修人員應(yīng)戴絕緣手套,用短線將電容器兩極短接后方能進行故障處理。
10.合閘投入電容器前,必須放電完畢,禁止電容器帶電荷時合閘。
11.保護裝置自動跳閘后,不得合閘強送電,要判明原因并經(jīng)處理后再投入運行。
12.運行中電容器的電壓超過額定值的10%或電流超過額定值的30%時,應(yīng)退出運行。
13.運行中電容器出現(xiàn)咕咕不正常的遺響時,說明內(nèi)部有局部放電現(xiàn)象產(chǎn)生,應(yīng)退出運行。
14.運行中電容器外殼臌脹出現(xiàn)凸肚,套管及油箱落油,接點嚴(yán)重過熱超過廠家規(guī)定的限值時,應(yīng)退出運行。
總之,電容器是提高功率因數(shù)和改善電能質(zhì)量所不可少的電氣設(shè)備,只要我們在安裝和運行中掌握以上要求,保證其有效的利用,對企業(yè)的挖潛提效工作是及其有效益的。