精品文檔 1歡迎下載 電容補償柜基本介紹 新柜調試前應將所有電容器斷開 并在不通電情況下測試主回路 相間通斷 和對 N 通斷 手動投切檢查一切正常后再將電容接上 無涌流投切器及動補調節器沒接 N 線 會使其直接損壞及炸毀 一 無功補償電容柜用途 TSC 數字全自動動態無功功率補償裝置是一種具有國際先進水 平 功能高度集成化的無功補償設備 它廣泛應用于機械制造 冶 金 礦山 鐵道 輕工 化工 建材 油田 港口 高層建筑 城 鎮小區等低壓配電網 對電力系統降損節能有重大的技術經濟意義 為國家重點推薦的節約電能的高新技術項目 二 無功補償電容柜的作用 功率補償裝置在電子供電系統中所承擔的作用是提高電網的功 率因數 降低供電變壓器及輸送線路的損耗 提高供電效率 改善 供電環境 所以無功功率補償裝置在電力供電系統中處在一個不可 缺少的非常重要的位置 合理的選擇補償裝置 可以做到最大限度 的減少網絡的損耗 使電網質量提高 反之 如選擇或使用不當 可能造成供電系統 電壓波動 諧波增大等諸多因素 所以功率因 數是供電局非常在意的一個系數 用戶如果沒有達到理想的功率因 數 相對地就是在消耗供電局的資源 所以這也是為什么功率因數 是一個法規的限制 目前就國內而言功率因數規定是必須介于電感 性的 0 9 1 之間 低于 0 9 或高于 1 0 都需要接受處罰 三 投切方式分類 精品文檔 2歡迎下載 1 延時投切方式 延時投切方式即人們熟稱的 靜態 補償方式 這種投切依靠于 傳統的接觸器的動作 當然用于投切電容的接觸器專用的 它具有 抑制電容的涌流作用 延時投切的目的在于防止接觸器過于頻繁的 動作時 造成電容器損壞 更重要的是防備電容不停的投切導致供 電系統振蕩 這是很危險的 當電網的負荷呈感性時 如電動機 電焊機等負載 這時電網的電流滯帶后電壓一個角度 當負荷呈容 性時 如過量的補償裝置的控制器 這是時電網的電流超前于電壓 的一個角度 即功率因數超前或滯后是指電流與電壓的相位關系 通過補償裝置的控制器檢測供電系統的物理量 來決定電容器的投 切量 這個物理量可以是功率因數或無功電流或無功功率 下面就功率因數型舉例說明 當這個物理量滿足要求時 如 cos 超前且 0 98 滯后且 0 95 在這個范圍內 此時控制器沒 有控制信號發出 這時已投入的電容器組不退出 沒投入的電容器 組也不投入 當檢測到 cos 不滿足要求時 如 cos 滯后且 0 95 那么將一組電容器投入 并繼續監測 cos 如還不滿足要求 控制器則延時一段時間 延時時間可整定 再投入一組電容器 直 到全部投入為止 當檢測到超前信號如 cos 0 98 即呈容性載荷 時 那么控制器就逐一切除電容器組 要遵循的原則就是 先投入 的那組電容器組在切除時就要先切除 如果把延時時間整定為 300s 而這套補償裝置有十路電容器組 那么全部投入的時間就為 30 分鐘 切除也是這樣 在這段時間內無功損失補償只能是逐步到 精品文檔 3歡迎下載 位 如果將延時時間整定的很短 或沒有設定延時時間 就可能會 出現這樣的情況 當控制器監測到 cos 0 95 迅速將電容器組逐 一投入 而在投入期間 此時電網可能已是容性負載即過補償了 控制器則控制電容器組逐一切除 周而復始 形成震蕩 導致系統 崩潰 是否能形成振蕩與負載的性質有密切關系 所以說這個參數 需要根據現場情況整定 要在保證系統安全的情況下 再考慮補償 效果 2 瞬時投切方式 瞬時投切方式即人們熟稱的 動態 補償方式 應該說它是半導 體電力器件與數字技術綜合的技術結晶 實際就是一套快速隨動系 統 控制器一般能在半個周波至 1 個周波內完成采樣 計算 在 2 個周期到來時 控制器已經發出控制信號了 通過脈沖信號使晶閘 管導通 投切電容器組大約 20 30 毫秒內就完成一個全部動作 這 種控制方式是機械動作的接觸器類無法實現的 動態補償方式作為 新一代的補償裝置有著廣泛的應用前景 現在很多開關行業廠都試 圖生產 制造這類裝置且有的生產廠已經生產出很不錯的裝置 當 然與國外同類產品相比從性能上 元器件的質量 產品結構上還有 一定的差距 動態補償的線路方式 1 這種方式采用電感與電容的串聯接法 調節電抗以達到補償 無功損耗的目的 從原理上分析 這種方式響應速度快 閉環使用 時 可做到無差調節 使無功損耗降為零 從元件的選擇上來說 精品文檔 4歡迎下載 根據補償量選擇 1 組電容器即可 不需要再分成多路 既然有這么 多的優點 應該是非常理想的補償裝置了 但由于要求選用的電感 量值大 要在很大的動態范圍內調節 所以體積也相對較大 價格 也要高一些 再加一些技術的原因 這項技術到目前來說還沒有被 廣泛采用或使用者很少 2 采用電力半導體器件作為電容器組的投切開關 較常采用的 接線方式如圖 2 圖中 BK 為半導體器件 C1 為電容器組 這種接線 方式采用 2 組開關 另一相直接接電網省去一組開關 有很多優越 性 作為補償裝置所采用的半導體器件一般都采用晶閘管 其優點 是選材方便 電路成熟又很經濟 其不足之處是元件本身不能快速 關斷 在意外情況下容易燒毀 所以保護措施要完善 當解決了保 護問題 作為電容器組投切開關應該是較理想的器件 動態補償的 補償效果還要看控制器是否有較高的性能及參數 還有很重要的一 項就是要求控制器要有良好的動態響應時間 準確的投切功率 還 要有較高的自識別能力 這樣才能達到最佳的補償效果 當控制器采集到需要補償的信號發出一個指令 投入一組或多 組電容器的指令 此時由觸發脈沖去觸發晶閘管導通 相應的電容 器組也就并人線路運行 需要強調的是晶閘管導通的條件必須滿足 其所在相的電容器的端電壓為零 以避免涌流造成元件的損壞 半 導體器件應該是無涌流投切 當控制指令撤消時 觸發脈沖隨即消 失 晶閘管零電流自然關斷 關斷后的電容器電壓為線路電壓交流 精品文檔 5歡迎下載 峰值 必須由放電電阻盡快放電 以備電容器再次投入 元器件可 以選單項晶閘管反并聯或是雙向晶閘管 也可選適合容性負載的固 態接觸器 這樣可以省去過零觸發的脈沖電路 從而簡化線路 元 件的耐壓及電流要合理選擇 散熱器及冷卻方式也要考慮周全 3 混合投切方式 實際上就是靜態與動態補償的混合 一部分電容器組使用接觸 器投切 而另一部分電容器組使用電力半導體器件 這種方式在一 定程度上可做到優勢互補 但就其控制技術 目前還未見到完善的 控制軟件 該方式用于通常的網絡 如工礦 小區 域網改造 比 起單一的投切方式拓寬了應用范圍 節能效果更好 補償裝置選擇 非等容電容器組 這種方式補償效果更加細致 更為理想 還可采 用分相補償方式 可以解決由于線路三相不平行造成的損失 4 在無功功率補償裝置的應用方面 選擇那一種補償方式 還 要依電網的狀況而定 首先對所補償的線路要有所了解 對于負荷 較大且變化較快的情況 電焊機 電動機的線路采用動態補償 節 能效果明顯 對于負荷相對平穩的線路應采用靜態補償方式 也可 使用動態補償裝置 一般電焊工作時間均在幾秒鐘以上 電動機啟 動也在幾秒鐘以上 而動態補償的響應時間在幾十毫秒 按 40 毫秒 考慮則從 40 毫秒到 5 秒鐘之內是一個相對的穩態過程 動態補償裝 置能完成這個過程 四 運行中存在的問題 1 電源安裝接線不規范 精品文檔 6歡迎下載 新購置的低壓無功補償裝置柜 由于生產廠家的不同 在安裝 電源線的接線方法上也不相同 主要與廠家在低壓無功補償裝置柜 上配置的無功功率自動補償控制器 JKG 系列 簡稱 控制器 的取 樣檢測信號電源有關 有的儀器的取樣電流和取樣電壓要同相 有 的是不要求同相 2 取樣檢測信號倍率選擇不當 取樣用的電流互感器 有的選擇的 CT 倍率過大 使得控制器 的取樣的二次電流過小 處于 欠流 指示狀態 有的選擇的 CT 倍率 過小 使得控制器的取樣的二次電流過大 控制器的取樣檢測信號 電流一般不超過 5A 否則就會燒壞控制器的塑料接線端子和內部原 件 3 電容器的額定電壓偏低 2000 年之前生產的低電壓并聯電容器的額定電壓大多數是 400V 而隨著農網改造和電能質量的不斷提高 目前 電網電壓特 別是配電變壓器的首端 電源電壓一般都要超過 400V 有的達 420V 左右 而低壓無功補償裝置柜都是安裝在配電變壓器低壓線母線側 處于電源的最前端 此時 電容器長期在高于其額定電壓狀態下運 行 縮短了壽命 4 電容器的容量和組數配置不當 生產廠家為了產品的統一規范 補償裝置柜里安裝的電容器都 是統一容量 如 10KVAR 12 組 12KVAR 10 組 14KVAR 8 組等 而現場實際工作中 控制器設定的功率因數投入門限值是 精品文檔 7歡迎下載 0 95 0 90 1 0 可調 它根據用電負荷的功率因數自動投切電容 器組數 假設在 12KVAR 10 組當中 當負荷的功率因數低于 0 90 時 控制器就發出指令投入電容器 而當投入了 6 組電容器后 又 超出了控制器設定的限值 0 95 此時 控制器又要發出指令退出 2 組電容器 當退出后又達不到所要求的功率因值 控制器又要發出 指令投入電容器 如此反復 造成頻繁投切 損壞電器設備 5 補償裝置柜的外殼接地不重視 每張補償裝置柜里都安裝有三只過壓保護用的避雷器 FYS 0 22 有的廠家是將避雷器的接地端與柜體外殼直接相連 有的 是單獨引線接地 當有雷電波或過電壓侵入時 此時的避雷器的接 地就成了工作接地 有的柜體外殼根本就沒接地或接地電阻達不到 要求 造成很多避雷器泄放電流不暢而爆炸損壞 使得補償裝置柜 外殼帶電 6 低壓無功補償裝置柜要配置無功計量裝置 目前 普遍的生產廠家在裝配補償裝置柜 低壓配電柜 時 都沒有安裝無功計量表計 工作人員只能從控制器的顯示器上讀取 實時的低壓功率因數值 不能掌握到月 年的平均功率因數值 7 人員思想認識問題 一些電工認為 在配電變壓器端安裝低壓無功電容補償裝置柜 會增加臺區的低壓線損 對他們沒利 所以有很多的電容柜人為的 不去投運 有時一張柜上壞一個很小的零配件就將整柜退出 造成 大量的電容柜閑置 精品文檔 8歡迎下載 五 解決方案 1 電源線首先要根據電容補償裝置柜配置的全部電容器的容量 即總的額定電流之和的 1 5 倍來選擇電源導線的截面積 其最小截 面積不得小于 50m 塑銅線 電源線兩端連接一定要用銅鼻壓接 保證接觸面連接可靠 2 安裝接線之前一定要先看清楚電容補償裝置柜上配置的控制 器的安裝接線圖 即 控制器的工作電源有 220V 380V 分清檢測 信號是取同相還是不同相 取樣用的電流互感器一般都是采用 LMZJ1 0 5 5 系列的 要穿在低壓負荷的總電流側 電流互感器的 一次側電流的容量選擇 要根據該配變低壓側總負荷的 120 150 來確定 否則 該控制器是不能正確動作的 3 對原裝的低壓無功補償裝置柜配置的電容容量和組數要進行 適當的調整 如 12KVAR 10 組的改造為6KVAR 2 8KVAR 2 12KVAR 4 16KVAR 2等 總電容器組數未變 將單臺大容量的改為多臺小容量 讓控制器好 靈活機動的選擇投入的容量和組數 確保該臺區的低壓功率因數在 設定值范圍之內 也延長了電器控制部分的機械壽命 特別注意的 在調整電容器的容量之后 要即時對相應的控制和保護部分的電器 設備作更換 如作單臺電容器短路保護的熔斷器熔芯也要根據電容 器的容量來調整 精品文檔 9歡迎下載 5 新安裝投運的補償裝置柜一定要將柜體外殼與大地作可靠 連接 最好是將避雷器的接地端用不小于 10m 的塑銅線或 16m 塑 鋁線直接和大地相連 并符合接地電阻要求 6 建議生產廠家在低壓無功補償裝置柜上安裝可以計量無功的 表計 或者供電部門在該臺區安裝無功表或多功能計量表計 這樣 才能對該臺區的無功情況進行掌控和考核 7 對基層電工進行無功補償知識的普及宣傳 并結合現場低壓 無功電容補償裝置柜的運行狀況 對臺區負責人進一步講解其工作 原理 及投入電容無功補償的好處 徹底消除他們以前頭腦中的一 些誤會 六 電容柜故障原因及分析 1 主回路上電 控制器無顯示 原因 1 電源是否引入到控制器 2 控制器壞了 a 用萬用表檢查確認是否在主線 一次線 上有電壓 本項 必須帶電操作 具體操作時需要特別小心和按規范操作 b 檢查取電壓用保護熔絲有否接上及是否壞掉 在非帶電狀 態下檢查并接牢固 c 控制器取電壓接線端子是否接緊 在非帶電狀態下檢查并 接牢固 d 確認控制器是否有問題 有問題立即更換 2 配電房進線柜電流指示表和控制器顯示電流值相差較大 原因 電流變比設錯 或 CT 線沒接好及進線柜電流指示表是否已壞 精品文檔 10歡迎下載 a 檢查主線上的 CT 變比是否和控制器上設置的一致 若不 一致需要重新設置為一樣 b 檢查主線上的 CT 引線是否和控制器的端子接牢固 并確 認電流信號傳輸到控制器 否則檢查線路 3 與電容器連接的回路導線有發熱嚴重或燒焦現象 原因 接線端末接緊或過流 a 用合適檔位電流鉗卡該路電容投上時的工作電流 是否與額 定電流懸殊很大 在電壓正常時 如果電流懸殊很大 有可能是電 容器損壞或者是現場諧波很嚴重 需要借助電能質量分析儀測試后 確認 b 該電容支路的相關接頭是否接緊或者壓緊 需要在不帶電狀 態下檢查 必需要對接線頭進行工藝處理 c 檢查導線在設計時是否按標準來設計 一般銅線按每平方毫 米通 5 安電流來選 4 電抗器噪音很大 原因 1 諧波超標 2 機柜強度不夠 3 電抗器質量問題 a 用合適檔位電流鉗卡該路電容投上時的工作電流 是否與額 定電流懸殊很大 在電壓正常時 如果電流懸殊很大 電抗器噪音 很大有可能是電流大或者是現場諧波很嚴重引起 需要借助電能質 量分析儀測試后確認 b 如果在正常工作電流下 電抗器噪音很大 可以確定是電抗 精品文檔 11歡迎下載 器本身的問題或者是與電容柜發生諧振 5 電容器鼓包或者有 冒油 現象 原因 諧波超標引起過流或電容器質量不好 a 發現本現象后應立即將該組電容器切掉 并更換新電容 在 未確定損壞原因前不能再投電容 以免再次損壞 b 用電能質量分析儀測試現場諧波情況 如果諧波超標 需要 對現場諧波進行處理 如果諧波不嚴重 可確認是電容器的問題 還是屬于正常損壞 6 控制器功率因數顯示異常 原因 1 電壓或電流線相序接反 2 控制器壞 a 未按接線圖將 A B C 相 CT 線 電流線 電壓線接入對應 控制器端子 按接線圖檢查接線并仔細檢查主線回路的相序 b 控制器本身問題 如果確認是控制器的問題 即時協調 以 最快速度更換上 7 功率因數很低 控制器仍不投入 原因 1 負載無功量小未達投入門限 2 電流變比設錯 3 報警 保護 a 現場無功量太小 沒達到投入門限 屬于正常情況 僅需給 客戶解釋就可以了 b 電流變比不對 核對實際 CT 變比 重新設置為正確變比