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提高电力系统的功率因数不仅是供电部门一项主要经济指标,同时也是众多电力用户管理中的一项节能的技术措施。本文简要介绍电容器并联补偿器无功功率的方法及其安全运行常识。
一、提高功率因数的意义
电动机和变压器在运行中建立交变磁场所消耗的功率叫做感性无功功率。无功功率不是无用的功率,与有功功率一样,无功功率也是由电源供给的。
电力系统中用电设备吸收的无功功率太多时,将会会使功率因数严重偏低,功率因数偏低的影响如下:
1.降低发电机的有功功率输出,使电源设备的使用功率下降,使系统内变电和输电设备的供给能力降低,即减少输出功率。
2.使电力线路的电压损失加大,造成电能质量下降。
3.使供电系统损耗加大,造成了电源的损失。
二、提高功率因数的方法
提高功率因数的方法的方法很多,其中,最常用的方法是在供用电线路中加装并联的电力电容器,以补偿感性负载消耗的无功功率,这种方法的实质是利用电容器产生的无功电流抵消感性负载上落后电压相量的无功电流。
并联电容器补偿功率因数有以下三种方式:
1.个别补偿。将电容直接接到用电设备处。采用这种补偿方式的电容器及电动机通常共用一套控制设备,与电动机同时投入、同时退出。这种方式可使无功功率得到彻底补偿,不但可使高压线路上的电流减小,而且低压干线和分支线上的电流也同时减小,电压将和线路损耗相应降低。其缺点是投资较高。此外,因电容器和电动机同时投入和同时退出,造成电容器利用率不高。
2.分组补偿。将电容器分组安装在各配电屏和车间内。这类补偿利用率较高,电容器可随负荷变更而投入或退出,使高压线路和变压器上的无功功率得到补偿。其缺点是不能减少分支线上的电流,且安装较为复杂。
3.集中补偿。将电容器安装于变配电所高低压母线上。目前铁路变、配电所均采用这种方式。其优点是安装维护简便,运行可靠,利用率高。近年来,由于一些企业采用了功率因数自动补偿装置,使这一补偿方式进一步得到完善。集中补偿的缺点是被补偿的变配电所低压系统不能得到补偿。
单台电动机补偿时,应按电动机空载时的功率因数补偿来考虑。这是因为空载时电动机的无功负荷最小,补偿后电动机满载,功率因数仍为滞后。如果按电动机满载时考虑补偿,补偿后空载或轻载运转时就会变成过补偿。
集中补偿的补偿电容量QC按下式计算:
QC=P(tg¢1-tg¢2)
式中QC---需要补偿的电容器容量,kvar
P---负荷的有功功率,KW
tg¢1-tg¢2---补偿前和补偿后的功率因数角的正切值。
三、电容补偿的接线方式
电力系统的补偿电容器有两种联结方式,一是将电容器串联在线路上进行串联补偿,另一种是将电容器并联在线路上进行并联补偿。串联补偿可以改善电压质量,提高电力系统稳定性和增加输送能力。并联补偿可以给系统补充无功功率,提高电网功率因数,提高供电能力。
并联补偿器电容器有两种接线方式,即:
1.星形接线。当电容器额定电压等于线路额定相电压时,可采用星形接线。
2.三角形接线。当电容器额定电压等于线路额定线电压时,可采用三角形接线。
不管哪种接线,每台电容器所承受的电压,必须与电容器额定电压相等,使电容器能够安全运行,并使容量得到充分利用。
四、电容器安装与运行注意事项
1.集中补偿的高压电容器,应设专门的电容器室,室内应有良好的自然通风,电容器室夏天温度不得超过40℃,否则应增设通风降温装置。
2.高压电容器组容量在600kvar及以下时可用负荷开关操作;600kvar以上时用断路器操作;低压电容器可用低压接触器或低压断路器操作。
3.电容器安装时,同一平面一般按两排考虑,每一排不宜超过三层,最下边一层底部距地面不应小于0.3M,上层电容器距地面不应大于2.5M,每层中各个电容器距一般不小于0.1M。
4.电容器应装有专用的放电电阻回路。以保证电源断开时泄放电容器上的残存电荷;放电回路中不允许装设熔断器和开关。
5.每台高压电容器都必须有单独的熔丝保护,当某一台电容器有故障时,其熔丝熔断,不致影响其它电容器;深丝可以1.5---2.5倍额定电流选择。
6.电压为10KV,容量为600kvar以上的电容器组可采用过电流保护装置。
7.电容器上不允许安装自动重合闸装置。
8.电容器外壳接地应良好;运行中每月应对放电电阻及其回路进行一次检查,确认是否良好。
9.处理电容器故障时,应先断开断路器及隔离开关;电容器放电电阻放电后,在进行人工放电,将残存电荷放尽。人工放电时,先将接地一端固定好,再用接地棒多次接触电容器放电,直至无火花为止。由于故障电容器可能有引线接触不良或内部断线和溶丝溶断现象,残存电荷可能未放尽,这时检修人员应戴绝缘手套,用短线将电容器两极短接后方能进行故障处理。
10.合闸投入电容器前,必须放电完毕,禁止电容器带电荷时合闸。
11.保护装置自动跳闸后,不得合闸强送电,要判明原因并经处理后再投入运行。
12.运行中电容器的电压超过额定值的10%或电流超过额定值的30%时,应退出运行。
13.运行中电容器出现咕咕不正常的遗响时,说明内部有局部放电现象产生,应退出运行。
14.运行中电容器外壳臌胀出现凸肚,套管及油箱落油,接点严重过热超过厂家规定的限值时,应退出运行。
总之,电容器是提高功率因数和改善电能质量所不可少的电气设备,只要我们在安装和运行中掌握以上要求,保证其有效的利用,对企业的挖潜提效工作是及其有效益的。
提高电力系统的功率因数不仅是供电部门一项主要经济指标,同时也是众多电力用户管理中的一项节能的技术措施。本文简要介绍电容器并联补偿器无功功率的方法及其安全运行常识。
一、提高功率因数的意义
电动机和变压器在运行中建立交变磁场所消耗的功率叫做感性无功功率。无功功率不是无用的功率,与有功功率一样,无功功率也是由电源供给的。
电力系统中用电设备吸收的无功功率太多时,将会会使功率因数严重偏低,功率因数偏低的影响如下:
1.降低发电机的有功功率输出,使电源设备的使用功率下降,使系统内变电和输电设备的供给能力降低,即减少输出功率。
2.使电力线路的电压损失加大,造成电能质量下降。
3.使供电系统损耗加大,造成了电源的损失。
二、提高功率因数的方法
提高功率因数的方法的方法很多,其中,最常用的方法是在供用电线路中加装并联的电力电容器,以补偿感性负载消耗的无功功率,这种方法的实质是利用电容器产生的无功电流抵消感性负载上落后电压相量的无功电流。
并联电容器补偿功率因数有以下三种方式:
1.个别补偿。将电容直接接到用电设备处。采用这种补偿方式的电容器及电动机通常共用一套控制设备,与电动机同时投入、同时退出。这种方式可使无功功率得到彻底补偿,不但可使高压线路上的电流减小,而且低压干线和分支线上的电流也同时减小,电压将和线路损耗相应降低。其缺点是投资较高。此外,因电容器和电动机同时投入和同时退出,造成电容器利用率不高。
2.分组补偿。将电容器分组安装在各配电屏和车间内。这类补偿利用率较高,电容器可随负荷变更而投入或退出,使高压线路和变压器上的无功功率得到补偿。其缺点是不能减少分支线上的电流,且安装较为复杂。
3.集中补偿。将电容器安装于变配电所高低压母线上。目前铁路变、配电所均采用这种方式。其优点是安装维护简便,运行可靠,利用率高。近年来,由于一些企业采用了功率因数自动补偿装置,使这一补偿方式进一步得到完善。集中补偿的缺点是被补偿的变配电所低压系统不能得到补偿。
单台电动机补偿时,应按电动机空载时的功率因数补偿来考虑。这是因为空载时电动机的无功负荷最小,补偿后电动机满载,功率因数仍为滞后。如果按电动机满载时考虑补偿,补偿后空载或轻载运转时就会变成过补偿。
集中补偿的补偿电容量QC按下式计算:
QC=P(tg¢1-tg¢2)
式中QC---需要补偿的电容器容量,kvar
P---负荷的有功功率,KW
tg¢1-tg¢2---补偿前和补偿后的功率因数角的正切值。
三、电容补偿的接线方式
电力系统的补偿电容器有两种联结方式,一是将电容器串联在线路上进行串联补偿,另一种是将电容器并联在线路上进行并联补偿。串联补偿可以改善电压质量,提高电力系统稳定性和增加输送能力。并联补偿可以给系统补充无功功率,提高电网功率因数,提高供电能力。
并联补偿器电容器有两种接线方式,即:
1.星形接线。当电容器额定电压等于线路额定相电压时,可采用星形接线。
2.三角形接线。当电容器额定电压等于线路额定线电压时,可采用三角形接线。
不管哪种接线,每台电容器所承受的电压,必须与电容器额定电压相等,使电容器能够安全运行,并使容量得到充分利用。
四、电容器安装与运行注意事项
1.集中补偿的高压电容器,应设专门的电容器室,室内应有良好的自然通风,电容器室夏天温度不得超过40℃,否则应增设通风降温装置。
2.高压电容器组容量在600kvar及以下时可用负荷开关操作;600kvar以上时用断路器操作;低压电容器可用低压接触器或低压断路器操作。
3.电容器安装时,同一平面一般按两排考虑,每一排不宜超过三层,最下边一层底部距地面不应小于0.3M,上层电容器距地面不应大于2.5M,每层中各个电容器距一般不小于0.1M。
4.电容器应装有专用的放电电阻回路。以保证电源断开时泄放电容器上的残存电荷;放电回路中不允许装设熔断器和开关。
5.每台高压电容器都必须有单独的熔丝保护,当某一台电容器有故障时,其熔丝熔断,不致影响其它电容器;深丝可以1.5---2.5倍额定电流选择。
6.电压为10KV,容量为600kvar以上的电容器组可采用过电流保护装置。
7.电容器上不允许安装自动重合闸装置。
8.电容器外壳接地应良好;运行中每月应对放电电阻及其回路进行一次检查,确认是否良好。
9.处理电容器故障时,应先断开断路器及隔离开关;电容器放电电阻放电后,在进行人工放电,将残存电荷放尽。人工放电时,先将接地一端固定好,再用接地棒多次接触电容器放电,直至无火花为止。由于故障电容器可能有引线接触不良或内部断线和溶丝溶断现象,残存电荷可能未放尽,这时检修人员应戴绝缘手套,用短线将电容器两极短接后方能进行故障处理。
10.合闸投入电容器前,必须放电完毕,禁止电容器带电荷时合闸。
11.保护装置自动跳闸后,不得合闸强送电,要判明原因并经处理后再投入运行。
12.运行中电容器的电压超过额定值的10%或电流超过额定值的30%时,应退出运行。
13.运行中电容器出现咕咕不正常的遗响时,说明内部有局部放电现象产生,应退出运行。
14.运行中电容器外壳臌胀出现凸肚,套管及油箱落油,接点严重过热超过厂家规定的限值时,应退出运行。
总之,电容器是提高功率因数和改善电能质量所不可少的电气设备,只要我们在安装和运行中掌握以上要求,保证其有效的利用,对企业的挖潜提效工作是及其有效益的。