無功補(bǔ)償技術(shù)裝置 保障電力安全運(yùn)行
一、無功補(bǔ)償?shù)淖饔茫?/span>
隨著變配電網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展，電網(wǎng)容量持續(xù)增加，用戶對(duì)電網(wǎng)無功電源的要求與日俱增，在電力供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)*的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到zui大限度的減少電網(wǎng)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動(dòng)，諧波增大等諸多因素。解決好網(wǎng)絡(luò)無功補(bǔ)償問題，對(duì)電網(wǎng)降損節(jié)能有著重要的意義。
二、無功補(bǔ)償?shù)姆绞剑?/span>
無功補(bǔ)償?shù)木唧w實(shí)現(xiàn)方式：把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。這樣，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補(bǔ)償。目前，無功補(bǔ)償技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，采用的補(bǔ)償方式一般有三種：
1、集中補(bǔ)償。補(bǔ)償電容器組裝設(shè)在變電站站內(nèi)母線上，可手動(dòng)或分組自動(dòng)補(bǔ)償。結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際情況，選擇按功率因數(shù)、電壓無功、電壓無功綜合控制或電壓無功綜合控制兼濾波等不同方式進(jìn)行補(bǔ)償。
2、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償。由可控硅控制投切電容器，這種控制方式反應(yīng)速度一般在20ms，投切時(shí)無充電電流和過電壓，但由于可控硅有自然導(dǎo)通電壓的特性，電容器投切是會(huì)產(chǎn)生諧波。
3、供電線路分組自動(dòng)無功補(bǔ)償。一般用于廠礦企業(yè)、配電變壓器低壓部分就地補(bǔ)償。在考慮無功補(bǔ)償方式選擇時(shí)，為了充分發(fā)揮發(fā)、供電設(shè)備的潛力，盡量讓發(fā)電機(jī)少發(fā)無功，對(duì)于用戶所需的無功功率和電網(wǎng)中的無功損耗優(yōu)先考慮在變電端予以補(bǔ)償，以增加供電網(wǎng)絡(luò)中各組成部分的允許溫升和允許電壓降下的輸電能力，減少網(wǎng)絡(luò)中的電能損耗。
三、無功補(bǔ)償裝置器件
1.1 交流接觸器控制投入型補(bǔ)償裝置。此類補(bǔ)償裝置價(jià)格低廉，可靠性較高，應(yīng)用zui為普遍。由于交流接觸器的觸頭壽命有限，不適合頻繁投切，因此這類補(bǔ)償裝置不適用頻繁變化的負(fù)荷情況。
1.2 晶閘管控制投入型補(bǔ)償裝置。此類補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高，可靠性差，損耗大，除了負(fù)荷頻繁變化的場(chǎng)合，在其余場(chǎng)合幾乎沒有使用價(jià)值。
1.3 復(fù)合開關(guān)控制投入型補(bǔ)償裝置。復(fù)合開關(guān)技術(shù)就是將晶閘管與繼電器接點(diǎn)并聯(lián)使用，由晶閘管實(shí)現(xiàn)電壓過零投入與電流過零切除，由繼電器接點(diǎn)來通過連續(xù)電流，這樣就避免了晶閘管的導(dǎo)通損耗問題，也避免了電容器投入時(shí)的涌流。
1.4同步開關(guān)（又名選相開關(guān)）投入型補(bǔ)償裝置。同步開關(guān)技術(shù)是近年來發(fā)展的技術(shù)，顧名思義，就是使機(jī)械開關(guān)的接點(diǎn)準(zhǔn)確地在需要的時(shí)刻閉合或斷開。對(duì)于控制電容器的同步開關(guān)，就是要在開關(guān)接點(diǎn)兩端電壓為零的時(shí)刻閉合。
四、無功補(bǔ)償電容器安裝及運(yùn)行中的安全問題：
1、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)建單的電容器室，室內(nèi)保持通風(fēng)良好，避免日光照射。電容器組通過斷路器和電纜連接到母線上。同時(shí)，對(duì)于中型點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，當(dāng)電容器采用星形接線時(shí)，為防止系統(tǒng)單相接地電壓升高，其外殼應(yīng)與地絕緣且絕緣等級(jí)與電力網(wǎng)的額定電壓相符。
2、環(huán)境溫度的影響。電容器的運(yùn)行溫度是運(yùn)行人員重要的監(jiān)視項(xiàng)目。溫度不超出允許范圍是保證電容器安全運(yùn)和達(dá)到預(yù)定使用年限的重要條件。運(yùn)行溫度過高，導(dǎo)致介質(zhì)擊穿強(qiáng)度的降低，或介質(zhì)損耗的迅速增加。若溫升持續(xù)，將破壞熱平衡，造成熱擊穿。而在低溫條件下，電容器內(nèi)部將是負(fù)壓，游離電壓會(huì)下降。因此，不同地區(qū)電力部門根據(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)類型，以保證運(yùn)行的安全。
3、電容器的過電流危害。①電容器組投入瞬間由于電容端電壓不能躍變，會(huì)產(chǎn)生合閘涌流，對(duì)斷路器的滅弧室產(chǎn)生很大機(jī)械應(yīng)力，使滅弧室受到破壞，為防止合閘涌流造成的損壞，應(yīng)盡量減少投切次數(shù)，或在電容器組中串入小電抗器。②運(yùn)行電壓升高使電容器過流。由于電容器的無功功率與運(yùn)行電壓的平方成正比，系統(tǒng)運(yùn)行電壓升高，無功電流也增大，導(dǎo)致電容器溫度升高，不利于安全運(yùn)行。在運(yùn)行中要監(jiān)視系統(tǒng)母線電壓，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采用調(diào)檔等方法使運(yùn)行電壓保持在平衡位置。③電源電壓波形畸變?cè)斐呻娙萜鬟^流。
4、電容器的過電壓危害。規(guī)程規(guī)定電容器在1.1倍的額定電壓下可長(zhǎng)期運(yùn)行，但很多情況下，夜間承受的工作電壓往往高出規(guī)定的電壓允許值。運(yùn)行過電壓對(duì)電容器的壽命產(chǎn)生影響，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電容器壽命與電壓的7至8次方成反比。電容器組專設(shè)的斷路器應(yīng)選擇合適，一般選用真空、SF6斷路器等。而且操作中盡量減少電容器組投、切次數(shù)，避免頻繁產(chǎn)生操作過電壓沖擊。
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，引起過熱爆炸。所以，電容器組每次重新合閘，必須在斷路器斷開電容器組放電5分鐘后進(jìn)行。要防止此類事故發(fā)生，先要安裝失壓時(shí)能自動(dòng)斷開斷路器的保護(hù)裝置。其次運(yùn)行人員要加強(qiáng)安全意識(shí)，避免這類操作。第三，電容器端應(yīng)并聯(lián)放電電阻，使其停電后能自動(dòng)放電，目前大多數(shù)生產(chǎn)廠家在設(shè)備出廠前已將放電電阻并聯(lián)入電容器組中。
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