成套低壓電容器的運(yùn)行與維護(hù)

【摘要】現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，隨著用電負(fù)荷的增加，無(wú)功功率直接消耗電能，如何把消耗的這部分無(wú)功轉(zhuǎn)化為有功，補(bǔ)償無(wú)功功率，增加電網(wǎng)中有功功率因數(shù)的比例，提高電能利用效率，電容器無(wú)功補(bǔ)償就顯得尤為重要。電容器采用就地?zé)o功補(bǔ)償，可以減少輸電線路輸送電流，起到減少線路能量損耗和壓降，改善電能質(zhì)量和提高設(shè)備利用率的重要作用?，F(xiàn)將低壓電力電容器的維護(hù)和運(yùn)行，減少電容器在運(yùn)行中的故障，作一簡(jiǎn)介，供參考。

【關(guān)鍵詞】無(wú)功補(bǔ)償;低壓電力電容;改善;應(yīng)用

1.無(wú)功補(bǔ)償

電網(wǎng)輸出的功率包括兩部分：一是有功功率，二是無(wú)功功率，直接消耗電能，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，熱能，化學(xué)能或聲能，利用這些能作功，這部分功率稱為有功功率;不消耗電能;只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能，這種能作為電氣設(shè)備能夠作功的必備條件，并且，這種能是在電網(wǎng)中與電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換，這部分功率稱為無(wú)功功率，如電磁元件建立磁場(chǎng)占用的電能，電容器建立電場(chǎng)所占的電能。電流在電感元件中作功時(shí)，電流滯后于電壓90°，而電流在電容元件中作功時(shí)，電流超前電壓90°。在同一電路中，電感電流與電容電流方向相反，互差180°。如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件，使兩者的電流相互抵消，使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小，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(wú)功功率可由容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率補(bǔ)償。

2.低壓電力電容

為了電網(wǎng)中功率因數(shù)因數(shù)達(dá)到或接近一，減少無(wú)功損耗，就在電路并聯(lián)電容，電容器由充放電效應(yīng)產(chǎn)生電流，容性電流與感性電流相位相反可以相互抵消，這樣一來(lái)供電線路和變壓器發(fā)電機(jī)就不需要提供電動(dòng)機(jī)需要的感性電流，同樣負(fù)載的情況下發(fā)電機(jī)和變壓器可以選小，相應(yīng)線路電纜也會(huì)減少截面積，經(jīng)濟(jì)效益明顯。在低壓系統(tǒng)中，通過(guò)恰當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償方法還可以調(diào)整三相不平衡電流。在相與相之間跨接的電感或者電容可以在相間轉(zhuǎn)移有功電流。因此，對(duì)于三相電流不平衡的系統(tǒng)，只要恰當(dāng)?shù)卦诟飨嗯c相之間以及各相與零線之間接入不同容量的電容器，不但可以將各相的功率因數(shù)均補(bǔ)償至接近1，而且可以使各相的有功電流達(dá)到平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在將在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器分組補(bǔ)償作一介紹。

一般低壓電力電容采用延時(shí)投切方式，這種投切靠傳統(tǒng)的接觸器的動(dòng)作，它具有抑制電容涌流作用，延時(shí)投切目的在于防止接觸器過(guò)于頻繁的動(dòng)作時(shí)，電容器造成損壞，更重要的是防備電容不停地投切導(dǎo)致供電系統(tǒng)振蕩，這是很危險(xiǎn)的。當(dāng)電網(wǎng)的負(fù)荷呈感性時(shí)，如電動(dòng)機(jī)電焊機(jī)等負(fù)載，這時(shí)電網(wǎng)電流滯后電壓一個(gè)角度，當(dāng)負(fù)荷呈容性時(shí)，如過(guò)量的補(bǔ)償裝置的控制器，這時(shí)電網(wǎng)的電流超前電壓一個(gè)角度，即功率因數(shù)超前或滯后是指電壓電流的相位關(guān)系，通過(guò)補(bǔ)償裝置的控制器檢測(cè)供電系統(tǒng)的物理量，來(lái)決定電容器的投切，這個(gè)物理量可以是功率因數(shù)或無(wú)功電流或無(wú)功功率。

如圖1所示：成套的低壓電容由這樣的四組電容組成，每組電容4C14C2并聯(lián)星形連接與電抗器4D1串聯(lián)，這樣容抗器組合來(lái)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，電抗器補(bǔ)償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動(dòng)熄滅，串聯(lián)電抗器通常起限流作用。容抗起的投切受接觸器4K1的控制，接觸器4K1的吸合由控制器的接點(diǎn)來(lái)控制，控制器根據(jù)功率因數(shù)的大小來(lái)決定投切電容器的組數(shù)。電抗器與電容器并排安裝且在一個(gè)柜內(nèi)，電容器運(yùn)行的穩(wěn)定與否，溫度至關(guān)重要.電抗器運(yùn)行時(shí)溫度溫度可以達(dá)到90-100度，接線端子溫度可以達(dá)到110度，勢(shì)必造成電容器在有限的空間內(nèi)散熱不良，引起鼓肚漏油甚至爆炸，給設(shè)備及人身安全埋下隱患。電容器的壽命縮短不能對(duì)設(shè)備進(jìn)行投切，直接影響補(bǔ)償效果。

圖1

3.成套低壓電容運(yùn)行環(huán)境改善與保養(yǎng)

電容器組投入時(shí)環(huán)境溫度不能低于-40℃，運(yùn)行時(shí)環(huán)境溫度：1小時(shí)，平均不超過(guò)+40℃，2小時(shí)平均不得超過(guò)+30℃，及一年平均不得超過(guò)+20℃。如超過(guò)時(shí)，應(yīng)采用人工冷卻（安裝風(fēng)扇）或?qū)㈦娙萜鹘M與電網(wǎng)斷開(kāi)。 電容器的運(yùn)行溫度不得超過(guò)65度。

為了延長(zhǎng)電容器的使用壽命，現(xiàn)將電容器與電抗器之間安裝隔熱板，防止熱量直接進(jìn)行交換;還有一個(gè)措施就是人工安裝冷卻風(fēng)扇對(duì)容抗器進(jìn)行冷卻，控制方式為任一組電容投入，接觸器的輔助常開(kāi)接點(diǎn)啟動(dòng)風(fēng)扇，四組接觸器的輔助常開(kāi)節(jié)點(diǎn)并聯(lián)，保證只要電容器投切，風(fēng)扇就可靠運(yùn)行。除以上兩點(diǎn)來(lái)提高電容器壽命來(lái)講，日常的維護(hù)與保養(yǎng)也是十分重要的。

3.1 電容器應(yīng)有值班人員，應(yīng)做好設(shè)備運(yùn)行情況記錄。

3.2 對(duì)運(yùn)行的電容器組的外觀巡視檢查，應(yīng)按規(guī)程規(guī)定每天都要進(jìn)行，如發(fā)現(xiàn)箱殼膨脹應(yīng)停止使用，以免發(fā)生故障。

3.3 檢查電容器組每相負(fù)荷可用安培表進(jìn)行。

3.4 安裝地點(diǎn)的溫度檢查和電容器外殼上最熱點(diǎn)溫度的檢查可以通過(guò)水銀溫度計(jì)等進(jìn)行，并且做好溫度記錄（特別是夏季）。

3.5 電容器的工作電壓和電流，在使用時(shí)不得超過(guò)1.1倍額定電壓和1.3倍額定電流。

3.6 接上電容器后，將引起電網(wǎng)電壓升高，特別是負(fù)荷較輕時(shí)，在此種情況下，應(yīng)將部分電容器或全部電容器從電網(wǎng)中斷開(kāi)。

3.7 電容器套管和支持絕緣子表面應(yīng)清潔、無(wú)破損、無(wú)放電痕跡，電容器外殼應(yīng)清潔、不變形、無(wú)滲油，電容器和鐵架子上面不應(yīng)積滿灰塵和其他臟東西。

3.8 必須仔細(xì)地注意接有電容器組的電氣線路上所有接觸處（通電匯流排、接地線、斷路器、熔斷器、開(kāi)關(guān)等）的可靠性。因?yàn)樵诰€路上一個(gè)接觸處出了故障，甚至螺母旋得不緊，都可能使電容器早期損壞和使整個(gè)設(shè)備發(fā)生事故。

3.9 如果電容器在運(yùn)行一段時(shí)間后，需要進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，則應(yīng)按規(guī)定值進(jìn)行試驗(yàn)。

3.10 對(duì)電容器電容和熔絲的檢查，每個(gè)月不得少于一次。在一年內(nèi)要測(cè)電容器的損失角正切值2～3次，目的是檢查電容器的可靠情況，每次測(cè)量都應(yīng)在額定電壓下或近于額定值的條件下進(jìn)行。

3.11 由于繼電器動(dòng)作而使電容器組的斷路器跳開(kāi)，此時(shí)在未找出跳開(kāi)的原因之前，不得重新合上。

3.12 在運(yùn)行或運(yùn)輸過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)電容器外殼漏油，可以用錫鉛焊料釬焊的方法修理。

圖2

4.結(jié)語(yǔ)

低壓電力電容器是重要的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。它在提高負(fù)荷的功率因數(shù)，減少能量損耗和壓降，改善電能質(zhì)量和提高設(shè)備利用率改善電壓質(zhì)量提高線路和變壓器的輸送能力等方面發(fā)揮了的重要作用。因此加強(qiáng)電力電容器的維護(hù)和運(yùn)行管理是有著深遠(yuǎn)意義的。

參考文獻(xiàn)

[1]《進(jìn)網(wǎng)作業(yè)電工培訓(xùn)教材[M].遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1993.

[2]劉介才.工廠供電[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2003.