淺談無(wú)功功率的補(bǔ)償和電容器的安全運(yùn)行

新疆天業(yè)集團(tuán) 832000

提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)不僅是供電部門(mén)一項(xiàng)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，同時(shí)也是眾多電力用戶管理中的一項(xiàng)節(jié)能的技術(shù)措施。本文簡(jiǎn)要介紹電容器并聯(lián)補(bǔ)償器無(wú)功功率的方法及其安全運(yùn)行常識(shí)。

一、提高功率因數(shù)的意義

電動(dòng)機(jī)和變壓器在運(yùn)行中建立交變磁場(chǎng)所消耗的功率叫做感性無(wú)功功率。無(wú)功功率不是無(wú)用的功率，與有功功率一樣，無(wú)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(wú)功功率太多時(shí)，將會(huì)會(huì)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(jī)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(bǔ)償感性負(fù)載消耗的無(wú)功功率，這種方法的實(shí)質(zhì)是利用電容器產(chǎn)生的無(wú)功電流抵消感性負(fù)載上落后電壓相量的無(wú)功電流。

并聯(lián)電容器補(bǔ)償功率因數(shù)有以下三種方式：

1.個(gè)別補(bǔ)償。將電容直接接到用電設(shè)備處。采用這種補(bǔ)償方式的電容器及電動(dòng)機(jī)通常共用一套控制設(shè)備，與電動(dòng)機(jī)同時(shí)投入、同時(shí)退出。這種方式可使無(wú)功功率得到徹底補(bǔ)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(shí)減小，電壓將和線路損耗相應(yīng)降低。其缺點(diǎn)是投資較高。此外，因電容器和電動(dòng)機(jī)同時(shí)投入和同時(shí)退出，造成電容器利用率不高。

2.分組補(bǔ)償。將電容器分組安裝在各配電屏和車間內(nèi)。這類補(bǔ)償利用率較高，電容器可隨負(fù)荷變更而投入或退出，使高壓線路和變壓器上的無(wú)功功率得到補(bǔ)償。其缺點(diǎn)是不能減少分支線上的電流，且安裝較為復(fù)雜。

3.集中補(bǔ)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(diǎn)是安裝維護(hù)簡(jiǎn)便，運(yùn)行可靠，利用率高。近年來(lái)，由于一些企業(yè)采用了功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償裝置，使這一補(bǔ)償方式進(jìn)一步得到完善。集中補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)是被補(bǔ)償?shù)淖兣潆娝蛪合到y(tǒng)不能得到補(bǔ)償。

單臺(tái)電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償時(shí)，應(yīng)按電動(dòng)機(jī)空載時(shí)的功率因數(shù)補(bǔ)償來(lái)考慮。這是因?yàn)榭蛰d時(shí)電動(dòng)機(jī)的無(wú)功負(fù)荷最小，補(bǔ)償后電動(dòng)機(jī)滿載，功率因數(shù)仍為滯后。如果按電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)考慮補(bǔ)償，補(bǔ)償后空載或輕載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)變成過(guò)補(bǔ)償。

集中補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電容量QC按下式計(jì)算：

QC=P（tg￠1-tg￠2）

式中QC---需要補(bǔ)償?shù)碾娙萜魅萘?，kvar

P---負(fù)荷的有功功率，KW

tg￠1-tg￠2---補(bǔ)償前和補(bǔ)償后的功率因數(shù)角的正切值。

三、電容補(bǔ)償?shù)慕泳€方式

電力系統(tǒng)的補(bǔ)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(jìn)行串聯(lián)補(bǔ)償，另一種是將電容器并聯(lián)在線路上進(jìn)行并聯(lián)補(bǔ)償。串聯(lián)補(bǔ)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(bǔ)償可以給系統(tǒng)補(bǔ)充無(wú)功功率，提高電網(wǎng)功率因數(shù)，提高供電能力。

并聯(lián)補(bǔ)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(shí)，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(shí)，可采用三角形接線。

不管哪種接線，每臺(tái)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(yùn)行，并使容量得到充分利用。

四、電容器安裝與運(yùn)行注意事項(xiàng)

1.集中補(bǔ)償?shù)母邏弘娙萜?，?yīng)設(shè)專門(mén)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(guò)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(shí)可用負(fù)荷開(kāi)關(guān)操作；600kvar以上時(shí)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(shí)，同一平面一般按兩排考慮，每一排不宜超過(guò)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(gè)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(kāi)時(shí)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(kāi)關(guān)。

5.每臺(tái)高壓電容器都必須有單獨(dú)的熔絲保護(hù)，當(dāng)某一臺(tái)電容器有故障時(shí)，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(guò)電流保護(hù)裝置。

7.電容器上不允許安裝自動(dòng)重合閘裝置。

8.電容器外殼接地應(yīng)良好；運(yùn)行中每月應(yīng)對(duì)放電電阻及其回路進(jìn)行一次檢查，確認(rèn)是否良好。

9.處理電容器故障時(shí)，應(yīng)先斷開(kāi)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)；電容器放電電阻放電后，在進(jìn)行人工放電，將殘存電荷放盡。人工放電時(shí)，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(wú)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(shí)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(jìn)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(shí)合閘。

11.保護(hù)裝置自動(dòng)跳閘后，不得合閘強(qiáng)送電，要判明原因并經(jīng)處理后再投入運(yùn)行。

12.運(yùn)行中電容器的電壓超過(guò)額定值的10%或電流超過(guò)額定值的30%時(shí)，應(yīng)退出運(yùn)行。

13.運(yùn)行中電容器出現(xiàn)咕咕不正常的遺響時(shí)，說(shuō)明內(nèi)部有局部放電現(xiàn)象產(chǎn)生，應(yīng)退出運(yùn)行。

14.運(yùn)行中電容器外殼臌脹出現(xiàn)凸肚，套管及油箱落油，接點(diǎn)嚴(yán)重過(guò)熱超過(guò)廠家規(guī)定的限值時(shí)，應(yīng)退出運(yùn)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?cè)诎惭b和運(yùn)行中掌握以上要求，保證其有效的利用，對(duì)企業(yè)的挖潛提效工作是及其有效益的。