摘要：高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容裝置可以提高電網(wǎng)功率因數(shù), 實(shí)現(xiàn)用戶無功自給為主要目的,并具有改善系統(tǒng)電壓質(zhì)量的作用。合理的選型,對節(jié)電 、系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有現(xiàn)實(shí)意義, 本文通過多年的實(shí)踐體會, 就高壓并聯(lián)電容器的選型、串聯(lián)電抗器主要參數(shù)的選取、主接線方式等實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的問題和計算方法扼要的加以闡述和分析。

0、前言：隨著電網(wǎng)容量增加和電壓等級增多, 為使各級電網(wǎng)和用戶的電壓穩(wěn)定 ,降低線損、充分利用變壓器的容量 ,必須要裝設(shè)更為靈活的無功補(bǔ)償裝置。無功電源和有功電源一樣, 是保證系統(tǒng)電能質(zhì)量和安全供電所不可缺少的。無功電源不足,將使系統(tǒng)電壓降低, 直接影響電動機(jī)的出力,嚴(yán)重時會導(dǎo)致用電設(shè)備的損壞乃至系統(tǒng)電壓崩潰。對 6 、10KV 電網(wǎng)而言 , 作為無功補(bǔ)償裝置 , 因?yàn)榕c調(diào)相機(jī)相比,并聯(lián)補(bǔ)償電容器具有安裝簡單,有功損耗小,可以做到自動投切以增減其補(bǔ)償容量,所以為廣大用戶首選。2004 年,我公司在專業(yè)廠家的幫助下,圓滿的實(shí)現(xiàn) 6KV 補(bǔ)償電容細(xì)化分組的自動投切,達(dá)到了全廠功率因數(shù)按設(shè)定值的自動化運(yùn)行。

通過這項(xiàng)工作和一年的運(yùn)行實(shí)踐 ,對高壓并聯(lián)電容器裝置一次設(shè)備的選型和應(yīng)用有了進(jìn)一步的體會。本文就高壓電容器的選型 、主接線方式、串聯(lián)電抗器電抗率的選取作概要性的分析和經(jīng)過實(shí)踐的再認(rèn)識 。

1、高壓并聯(lián)電容器選型中 , 應(yīng)重視的幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)：

當(dāng)前 ,電力電容器的國內(nèi)生產(chǎn)廠有 30 多家,其中 16 家為原機(jī)械部定點(diǎn)生產(chǎn)廠 ,所生產(chǎn)電力電容器的型號也很多。國家標(biāo)準(zhǔn)“高壓并聯(lián)電容器”對運(yùn)行參數(shù)、過載能力、放電性能、環(huán)境條件 、散熱條件 、制造容量的誤差、試驗(yàn)方法 、耐壓標(biāo)準(zhǔn)都有詳細(xì)規(guī)定, 各種型號的并聯(lián)電容器都必須滿足。由于固體介質(zhì)和液體介質(zhì)的不同, 又使得不同型號的電容器具有不同的技術(shù)指標(biāo), 這在選型時要予以重視 ,主要有:

(1)容比特性 :即單位千乏的質(zhì)量 ,kg/千乏 。容比特性好的電容器, 體積小、質(zhì)量小, 單臺容量可以做的較大, 總?cè)萘肯嗤碾娙萜鹘M.,不但所占空間小 ,方便布置 ,而且由于單臺容量大可以簡化一次接線。

(2)有功功率消耗和介質(zhì)損失。并聯(lián)補(bǔ)償電容器一般是長期接入電網(wǎng)運(yùn)行的。在補(bǔ)償無功的同時 , 也在消耗有功。因此有功消耗低的電容器, 對節(jié)電具有實(shí)際的現(xiàn)實(shí)意義。另外 ,有功消耗要以發(fā)熱而放散,所以有功消耗低者,由于發(fā)熱小不易產(chǎn)生“鼓肚” , 擺放可以緊湊,具有占用散熱空間較小的優(yōu)點(diǎn) 。

因?yàn)闃O板鋁箔和引線的電阻損耗 ,電容器內(nèi)端子間的放電電阻損耗 ,元件內(nèi)絕緣材料的介質(zhì)損耗均要消耗有功 。所以在電容器的有功消耗中,介質(zhì)損失占主要部分 ,因此 ,采用新絕緣材料,改變介質(zhì)結(jié)構(gòu)是減少有功損耗的焦點(diǎn)。我們選用上電電容器廠生產(chǎn)的 BAM 型電容器,其有功消耗小于 0 .3 瓦/千乏 , 介質(zhì)損失角正切值小于 0 .0005 , 這比 BWF 型減小了 5 倍左右 , 比過去的老產(chǎn)品 YY 型、YL 型減小了 7 ～ 10 倍 。

(4)電容器額定電壓的選?。侯~定電壓是電容器的重要參數(shù) ,正確選擇電容器的額定電壓是十分重要的 。電容器的輸出容量與其運(yùn)行電壓的平方成正比 ,即 Q =2πf CU2,電容器運(yùn)行在額定電壓下 ,輸出額定容量,運(yùn)行電壓低于額定電壓,則達(dá)不到額定輸出。因此, 電容器的額定電壓若選擇過大 ,會出現(xiàn)過大的容量虧損。若運(yùn)行電壓超過額定電壓的1 .1 倍,將造成不允許的過負(fù)荷,而且電容器內(nèi)部介質(zhì)將產(chǎn)生局部放電,從而產(chǎn)生局部過熱并可能發(fā)展成絕緣擊穿。

2、電容器組的主結(jié)線方式和串聯(lián)電抗器電抗率的選?。?/p>

(1)對于分組自動投切并聯(lián)補(bǔ)償電容器裝置,為了便于日常維護(hù)和運(yùn)行管理, 一般采用電容器專用母線的接線方式 , 串聯(lián)電抗器裝設(shè)于電容器組的中性點(diǎn), 采用星形或雙星形接線 。在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng) ,中性點(diǎn)不應(yīng)接地。

串聯(lián)電抗器的主要作用是抑制諧波和限制涌流,電抗率是串聯(lián)電抗器的重要參數(shù),電抗率的大小直接影響著它的作用。選用電抗器要根據(jù)它的作用來確定。當(dāng)電網(wǎng)中諧波含量甚少, 裝設(shè)串聯(lián)電抗器的目的僅為限制涌流, 電抗率可選的比較小,一般為 0 .1 ～ 1 %。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)限制涌流不超過額定電流的20 倍。

一般來講 ,單組電容器投入,含合閘涌流通常不很大。追加投入時, 涌流倍數(shù)較高 。在細(xì)化分組投切時 ,最后一組的投入涌流最大。所以 ,分組自動投切裝置應(yīng)接入串聯(lián)電抗器限制涌流。而對于諧波量很小, 系統(tǒng)容量又較小的單組并聯(lián)補(bǔ)償電容器組 ,也可以不串接電抗器。

(2)分組自動投切裝置 ,當(dāng)分組電容器按各種容量組合運(yùn)行時 ,不應(yīng)發(fā)生諧振。這一點(diǎn)也是非常重要的。有信息報告 2004 年陜西西安地區(qū)某單位 ,分組自動投切裝置投入運(yùn)行后,連續(xù)多次發(fā)生電容器爆裂 ,可能與此有關(guān) 。

(3)在電網(wǎng)中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng),電容器組應(yīng)采用星形接線或雙星形接線, 且串聯(lián)電抗器應(yīng)裝于電容器組的中性點(diǎn)側(cè) 。串接的電抗器無論裝在電容器的電源側(cè)還是中性點(diǎn)側(cè), 從限制合閘涌流和抑制諧波而言 ,作用是一樣的。但串接在中性點(diǎn)側(cè), 正常運(yùn)行時 ,電抗器承受的對地電壓低,事故時,可以不受短路電流的沖擊 ,對動熱穩(wěn)定沒有特殊要求,有利于減少事故 ,使運(yùn)行更安全 。而由于某種需要 ,必須接在電源側(cè)時 ,普通電抗器不能滿足要求,應(yīng)采用加強(qiáng)型電抗器 。

我公司執(zhí)行國家利率政策, 以往由于采用的不是跟蹤調(diào)節(jié) ,每月要被罰款近 10 萬元。而通過更換和改造(自動投切已增減其補(bǔ)償容量),現(xiàn)在我公司不但不被罰款還得到上級電業(yè)部門的獎勵。為我公司創(chuàng)造了可觀的效益。