高壓電容器補償技術(shù)在煤礦供電中的應用

福建煤電股份有限公司 陳勇敏

高壓電容器補償技術(shù)在煤礦供電中的應用

福建煤電股份有限公司 陳勇敏

福建煤電昌福山煤礦中一采區(qū)變壓器沒有得到充分利用，且功率因數(shù)較低，為了改變這種狀況，提高礦井的用電效率，必須合理設(shè)置供電系統(tǒng)，即在配置時選擇高壓電容補償器，提高功率因數(shù)，降低電能的損耗。

一、電容器的主要技術(shù)參數(shù)及主要組成部分

1. 電容器的主要技術(shù)參數(shù)及主要技術(shù)性能指標。

（1）電容器的電容偏差不超過標稱值的±105%。

（2）電容器一般應用在周圍空氣溫度– 40 ～ + 40 ℃，安裝地點海拔不超過1 000 m的地區(qū)。

（3）電容器應允許在不超過1.1倍額定電壓下長期運行，并能在1.15倍額定電壓（瞬時電壓除外）下每晝夜運行不大于30 min。此時，軟性十二烷基苯浸漬電容器外殼最熱點的溫升允許15 ℃。為了延長電容器的使用壽命，電容器應維持在額定電流下運行（電容器的額定電流是指額定容量的電容器在正弦波形、額定頻率、額定電壓下所流過的電流）。

2. 電容器的主要組成部分。

（1）芯子。由數(shù)個單獨的元件和絕緣件疊壓而成，接成并聯(lián)或串聯(lián)。元件是由兩張錫箔及放在期間的數(shù)層電容器紙繞卷壓扁而成，或者是由兩張錫箔及放在期間的數(shù)層電容器紙和數(shù)層聚內(nèi)烯薄膜繞卷壓扁而成。

（2）箱殼。用薄鋼板密封焊接制成，箱蓋上有出線套管。箱壁兩側(cè)焊有供搬運和安裝用的吊攀，在一側(cè)吊件上裝有接地螺栓。

二、電容器安裝容量的確定和經(jīng)濟效益的分析

1. 電容器安裝容量確定。已知昌福山礦中一采區(qū)負荷功率P＝1 500 kW,額定電壓為10.5 kV，補償前的功率因數(shù)為cosφ1＝0.86，得出tanφ1＝0.59。需提高功率因數(shù)到cosφ2＝0.92，得出tanφ2＝0.43，所需電容器的容量為Q，Kf為平均負荷系數(shù)，取Kf＝0.85；則Q＝KfP（tanφ1－tanφ2）＝204 kVar。

BFM-10.5-50-1型電容器額定容量QN＝50 kVar。所需配置電容器數(shù)量n＝Q / QN＝204/50＝4.08組。因為電壓為三相，所以取15組電容器，3組備用，總共18組。

2. 經(jīng)濟效益分析。

（1）若采區(qū)最大負荷P＝1 500 kW，cosφ＝0.86時，所需用變壓器S＝P/cosφ＝1 744.19 kV·A；若cosφ＝0.92時，所需用變壓器S＝P/cosφ＝1 630.44 kV·A，可以看出，提高功率因數(shù)即可提高變壓器的利用率。

三、電容器的保護及注意事項

1. 電容器安全運行及保護。

（1）必須設(shè)置電容柜，以保證電容器的安全運行。

（2）必須設(shè)置熔斷器。熔斷器應能負擔在電容器壽命期間或定期更換期間的操作時的涌流，涌流峰值營部超過100In（In為電容器的額定電流有效值）。熔斷器所選熔絲的額定電流一般為被保護的電容器額定電流的1.5～1.6倍，以防止電容器油箱爆炸。

2. 電容器的使用及注意事項。

（1）嚴格檢查電容器組每相的負荷（可用安培表進行）。

（2）必須保證接有電容器的電氣線路上所有接觸處的可靠性，如，若線路接觸處出現(xiàn)故障，會損壞電容器，引發(fā)事故。

（3）電容器組每次從網(wǎng)路斷開，其放電應自動進行，并在10 min內(nèi)將其額定電壓的峰值剩余電壓降到75 V或更低。

（4）為了保護電容器組，自動放電裝置應經(jīng)常與電容器直接并聯(lián)（中間無斷路器、閘刀開關(guān)和熔斷器等）。

（5）在接觸自網(wǎng)路斷開的電容器的導電部分前，即使電容器已經(jīng)自動放電，也必須用有絕緣的接地金屬桿短接電容器的出線端進行單獨放電，確保放電完畢后，方可進行操作。

（6）電容器組在接通前用兆歐表檢查絕緣電阻。

（7）電容器自網(wǎng)路斷開后，不得立即重新接入。若要立即接入，應使其端頭上的電壓不高于額定電壓有效值的10%。

（8）在接通和斷開電容器時，應選用不能產(chǎn)生危險過電壓的開關(guān)，并裝設(shè)能抑制危險過電壓的設(shè)備，開關(guān)的額定電流不應低于1.5倍電容器組額定電流。

（9）新的電容器和較長時間未使用的電容器在使用前，必須進行5～10 s的耐壓試驗。在試驗前后均要測量電容大小，如果電容有顯著增加，則不允許將電容器接入使用。

（10）為了避免損壞，在電容器被運至較遠的地方時必須包裝在包裝箱內(nèi)，并且電容器之間、電容器與木箱內(nèi)壁間填充襯墊，謹防電容器發(fā)生直接碰撞；在運輸時，電容器應直立放置（套管向上），嚴禁直接提拿電容器套管進行搬運。

（11）電容器在保存期間應直立放置，套管向上，不允許不加支撐將一臺電容器疊置于另外一臺電容器上，避免灰塵直接落在電容器上，以及嚴防任何熱源的影響。

四、結(jié)論

本文，筆者就福建煤電昌福山煤礦一采區(qū)中的實際問題，結(jié)合實踐情況，對高壓電容補償器裝著有關(guān)技術(shù)和電容器的保護及注意事項進行了分析和探討。采用高壓電容補償器裝置，提高了設(shè)備的利用效率，提高了功率因數(shù)，降低了電能損耗，是一種經(jīng)濟合理且可行的方案，不僅為企業(yè)節(jié)省了大量資金，同時也提高了企業(yè)效益，值得進一步推廣和應用。