电网中无功功率是保证电力系统电能质量、电压质量、降低网络损耗及安全运行不可缺少的部分。在电力系统中,由于无功功率不足,将使电力系统电压下降,严重会导致损坏设备,甚至使系统解列。电网无功功率的补偿有多种方法,并联电容器是电力电网中用得最多的无功功率补偿设备。
一、提高功率因数的意义
(1)充分利用供电设备的容量,使同样的供电设备为更多的电气设备供电。
每个供电设备都有额定的容量,即视在功率S=UI。供电设备输出的总功率S中,一部分为有功功率P= Scos,另一部分为无功功率Q = Ssin。cos越小,电路中的有功功率P=Scos就越小,提高cosp的值,可使同等容量的供电设备向用户提供更多的功率,提高供电设备的能量的利用率。
(2)减少供电线路上的电压降和能量损耗
在工业电力用户中,电动机所消耗的电能占工业用电量的60% ~ 70%。感应电动机、感应电炉和电弧炉、变压器、电焊机、硅整流设备,消耗大量无功功率,电网无功功率的不足,增大了电网的电压损失。
二、低压无功功率补偿的使用方法
1.补偿电容器组与电动机并联
低压电容器组与电动机并联,通过电动机的二次回路,与电动机同时投切。为了防止
,动机停机时产生过电压,故补偿容量一般取:Qc=(0.95-0.98)1.732*Ue*Io
式中: Qc为补偿电容器容量; Ue为额定电压; Io为电动机空载电流。
2.补偿电容器组与配电母线并联
将低压电容器组用无功补偿自动投切装置与低压配电母线连接。采用无功补偿自动投切装置较好地跟踪无功负荷的变化,运行方式灵活,运行维护工作量小。这种补偿方式适用于容量在100kV . A以上专用配变用户。电容器组和无功补偿自动投切装置的组合,做成低压配电柜(功率因数自动补偿柜),电容器组的容量可根据需要查产品样本选择。
近年来,由于微机技术的应用,微电脑功率因数自动控制器已经广泛应用在并联电容补偿,其基本原理框图如图所示。
三、并联电容器安全运行
电容器虽然是静止设备,但由于产品自身的缺陷或安装质量问题、运行维护不当等原因,也常常出现异常现象或事故。以下介绍电力电容器应注意的几个安全问题。
(1)补偿电容要加放电负载。因为电容器切除后仍储存电能,其端电压很高,自行放电需要很长时间,所以要加放电负载。低压电容器通常是用220V灯泡分组接成星形做放电负载。应注意放电负载不能装设熔断器或开关。
(2)电容器避免日光照射,所以电容器室不需要天然采光。
(3)电容器组禁止带电荷合闸。电容器每次切除,必须进行放电,电荷全部放完后才能重新合闸,否则会产生过电压和过电流。
(4)电容器的运行温度、工作电压和工作电流是电容器运行要监视的重要项目。
(5)并联电容器所接的母线停电后,必须断开电容器组,以免来电时过高电压使电容器组受到冲击。
(6)运行中发现电容器套管漏油、瓷瓶表面闪烁或内部有异常响声,应及时进行处理。