В части распределения электроэнергии низкого напряжения имеются шкафы входящих линий, шкафы отходящих линий и, конечно же, шкафы компенсации конденсаторов. Так какова же роль шкафов компенсации конденсаторов? Как следует из названия, они играют роль компенсации конденсатора. Давайте сначала посмотрим на принцип компенсации конденсатора. При компенсации конденсатор и нагрузка подключаются параллельно. Конденсатор похож на аккумуляторную батарею. Когда нагрузка увеличивается, из-за внутреннего сопротивления источника питания выходное напряжение источника питания падает, поскольку оба конца конденсатора должны поддерживать исходное напряжение, то есть часть батареи в конденсаторе вытекает, что приводит к увеличению нагрузки. задерживает тенденцию к снижению напряжения. Это принцип компенсации конденсатора.
картина
1. Принцип компенсации силового конденсатора
В принципе, конденсатор эквивалентен генератору, генерирующему емкостный реактивный ток. Принцип компенсации реактивной мощности заключается в параллельном подключении устройства с емкостной силовой нагрузкой и индуктивной силовой нагрузкой к одному и тому же конденсатору, и энергия преобразуется между двумя нагрузками. Таким образом снижается нагрузка на трансформаторы и линии электропередачи в сети, тем самым увеличивается выходная активная мощность. При условии выдачи определенной активной мощности потери системы электроснабжения уменьшаются. Для сравнения, конденсаторы — самый простой и экономичный способ снизить нагрузку на трансформаторы, системы электроснабжения и промышленное распределение. Поэтому крайне важно использовать конденсаторы для компенсации реактивной мощности в энергосистемах. В настоящее время в качестве устройств компенсации реактивной мощности очень распространено использование параллельных конденсаторов.
2. Характеристики компенсации силового конденсатора
преимущество
Устройство компенсации реактивной мощности силового конденсатора отличается простотой установки и удобным расположением; малые потери активной мощности (всего около 0,4% от номинальной мощности); короткие сроки строительства; небольшие инвестиции; отсутствие вращающихся частей, простота эксплуатации и обслуживания; Если отдельные батареи конденсаторов повреждены, это не влияет на работу всей батареи конденсаторов и другие преимущества.
недостаток
Недостатками устройства компенсации реактивной мощности силового конденсатора являются: оно может выполнять только ступенчатую регулировку, но не может осуществлять плавную регулировку; плохая вентиляция, когда рабочая температура конденсатора превышает 70 градусов, он склонен к расширению и взрыву; Плохие характеристики напряжения, плохая устойчивость к короткому замыканию. После снятия остается остаточный заряд; точность компенсации реактивной мощности низкая и легко влияет на эффект компенсации; управление работой компенсационного конденсатора затруднено и вопрос безопасной эксплуатации конденсатора не рассматривается всерьез и т.д.
3. Метод компенсации реактивной мощности.
Компенсация дисперсии высокого давления
Компенсация дисперсии высокого напряжения представляет собой конденсатор компенсации реактивной мощности, установленный на стороне высокого напряжения одного трансформатора для улучшения качества напряжения источника питания. Он в основном используется в городских распределительных сетях высокого напряжения.
Централизованная компенсация высокого напряжения
Под высоковольтной централизованной компенсацией понимается метод компенсации, при котором конденсаторы устанавливаются на высоковольтной шине 6 кВ ~ 10 кВ на подстанции или понижающей подстанции пользователя; конденсатор также может быть установлен на низковольтной шине в главном распределительном помещении пользователя, что подходит для применений, где нагрузка сконцентрирована и находится вдали от распределительной шины. Когда у самого пользователя поблизости имеется определенная высоковольтная нагрузка с большой компенсационной способностью, это может снизить потребление реактивной мощности энергосистемы и сыграть определенную компенсационную роль. Его преимущества заключаются в том, что он легко реализует автоматическое переключение, позволяет существенно улучшить коэффициент мощности пользователя, имеет высокий коэффициент использования, меньшие инвестиции, прост в обслуживании и легко настраивается, чтобы избежать чрезмерной компенсации и улучшить качество напряжения. Однако экономическая выгода от этого метода компенсации невелика.
Компенсация дисперсии низкого давления
Компенсация дисперсии низкого напряжения основана на потребностях в реактивной мощности отдельного электрооборудования. Одиночные или множественные низковольтные конденсаторные батареи устанавливаются рассредоточенно вблизи электрооборудования для компенсации реактивной мощности всех высоковольтных и низковольтных линий и трансформаторов перед местом установки. власть. Преимущество состоит в том, что при работе электрооборудования включается компенсация реактивной мощности, а при выходе электрооборудования из строя компенсационное оборудование также выводится, что позволяет уменьшить поток реактивной мощности в распределительной сети и трансформаторах, тем самым снижение потерь активной мощности; это может уменьшить сечение провода линии и мощность трансформатора, небольшую занимаемую площадь. Недостатками являются низкий коэффициент использования и большие инвестиции. Он не подходит для работы с регулируемой скоростью, для работы в прямом и обратном направлении, для двигателей с замедлением, остановкой и торможением назад.
Централизованная компенсация низкого напряжения
Под централизованной компенсацией низкого напряжения понимается подключение низковольтных конденсаторов к стороне низковольтной шины распределительного трансформатора через низковольтный переключатель с использованием переключающего устройства компенсации реактивной мощности в качестве устройства управления и защиты и непосредственного управления переключением конденсаторы по реактивной мощности на низковольтной шине. Переключение конденсаторов осуществляется целой группой и плавно регулироваться не может. Преимущества компенсации низкого напряжения: простая проводка, небольшая нагрузка по эксплуатации и техническому обслуживанию, локальная балансировка реактивной мощности, что улучшает использование распределительного трансформатора, снижает потери в сети и обеспечивает высокую экономичность. Это один из широко используемых методов компенсации реактивной мощности. .
4. Расчет компенсационной емкости конденсатора
Мощность компенсации реактивной мощности следует определять в соответствии с кривой реактивной мощности или методом расчета компенсации реактивной мощности. Формула расчета следующая:
QC=p(tgφ1-tgφ2) или QC=pqc(1)
В формуле:
Qc: Емкость компенсационного конденсатора;
P: активная мощность нагрузки;
COSφ1: Компенсационный коэффициент мощности предварительной нагрузки;
COSφ2: коэффициент мощности нагрузки после компенсации;
qc: коэффициент компенсации реактивной мощности, квар/кВт.
5. Безопасная эксплуатация силовых конденсаторов.
1. Допустимый рабочий ток
При нормальной работе конденсатор должен работать при номинальном токе, максимальный рабочий ток не должен превышать номинальный ток в 1,3 раза, а разница трехфазного тока не должна превышать 5%.
2. Допустимое рабочее напряжение
Конденсаторы очень чувствительны к напряжению, поскольку потери конденсатора пропорциональны квадрату напряжения. Перенапряжение вызовет серьезный нагрев конденсатора, а изоляция конденсатора ускорит старение, сократит срок его службы и даже вызовет электрический пробой. Поэтому конденсаторное устройство должно работать при номинальном напряжении, которое обычно не должно превышать номинальное напряжение в 1,05 раза, а максимальное рабочее напряжение не должно превышать номинальное напряжение в 1,1 раза. Если напряжение на шине превышает номинальное в 1,1 раза, необходимо принять меры по охлаждению.
3. Гармоническая проблема
Поскольку цепь конденсатора представляет собой LC-цепь, в ней легко возникают резонансы с определенными гармониками, которые легко могут вызвать гармоники высокого порядка, вызывающие увеличение тока и напряжения. Более того, этот гармонический ток очень вреден для конденсаторов и может легко вызвать пробой конденсатора и вызвать межфазное короткое замыкание. Поэтому, когда конденсатор работает нормально, реактор с соответствующим значением индуктивности может быть подключен последовательно с конденсатором, чтобы при необходимости ограничить гармонический ток.
4. Проблемы релейной защиты
Релейная защита в основном реализуется комплектными комплектами устройств релейной защиты. В настоящее время технология устройств релейной защиты, производимая несколькими известными отечественными производителями электротехники, является очень зрелой, безопасной, стабильной и мощной. Устройства релейной защиты позволяют эффективно устранять неисправные конденсаторы и являются важным средством обеспечения безопасной и стабильной работы энергосистем. Основные меры релейной защиты конденсаторов включают в себя: ① трехступенчатую защиту от сверхтоков; ② защита от перенапряжения настроена для предотвращения повреждения конденсатора, вызванного установившимся перенапряжением системы; ③, чтобы избежать перенапряжения, вызванного мгновенным повторным включением конденсаторов, вызванным кратковременным отключением источника питания системы. Установлена защита от низкого напряжения из-за повреждения напряжением; ④ Защита от несбалансированного напряжения, защита от несбалансированного тока или защита от трехфазной разности напряжений, сконфигурированная для отражения внутреннего пробоя конденсаторов в конденсаторной батарее.
5. Проблема закрытия
Банкам конденсаторов запрещено повторное замыкание при заряде. Основная причина в том, что для разрядки конденсатора требуется определенное время. При срабатывании переключателя конденсаторной батареи, если его немедленно повторно включить, конденсатор не успеет разрядиться. В конденсаторе могут остаться заряды с полярностью, противоположной напряжению повторного включения, что приведет к замыканию. Мгновенно генерируется большой импульсный ток, вызывающий расширение оболочки конденсатора, разбрызгивание топлива или даже взрыв. Поэтому при повторном замыкании батареи конденсаторов это необходимо сделать через 3 минуты после отключения автоматического выключателя. Поэтому конденсаторы не могут быть оборудованы устройствами автоматического повторного включения, а вместо этого должны быть оснащены устройствами автоматического отключения без давления.
Некоторые оконечные подстанции часто оборудуются устройствами автоматического резервного переключения мощности. Устройство срабатывает на отключение неисправного источника питания, а затем после небольшой задержки включает резервный источник питания. Во время этого процесса, если батарея конденсаторов имеет функцию самопереключения при низком напряжении, батарея конденсаторов включится через короткое время. Если он снова закроется в течение определенного периода времени, произойдет вышеупомянутый сбой. Поэтому вопросы коммутации систем и батарей конденсаторов, оснащенных устройствами автоматического резервного включения питания, заслуживают пристального внимания.
6. Допустимая рабочая температура
Когда конденсатор работает нормально, номинальная температура окружающей среды вокруг него обычно составляет 40 градусов ~ -25 градусов; Температура внутренней среды должна быть ниже 65 градусов, а максимальная не должна превышать 70 градусов, в противном случае это приведет к термическому пробою или вздутию. Температура корпуса конденсатора находится между температурой среды и температурой окружающей среды и не должна превышать 55 градусов. Поэтому помещение с конденсатором должно хорошо вентилироваться, чтобы его рабочая температура не превышала допустимое значение.
7. Проблема со звуком разряда во время работы.
Конденсаторы обычно не издают звука во время работы, но в некоторых случаях у них также может возникнуть проблема со звуком разряда во время работы. Например, если корпус конденсатора слишком долго остается открытым, то при попадании дождевой воды между двумя корпусами и подаче напряжения может возникнуть звук разряда; при недостатке масла в конденсаторе нижний конец корпуса легко подвергается воздействию масла. поверхности, то может раздаться звук разряда; при пайке или распайке внутри конденсатора в масле произойдет пробойный разряд; при плохом контакте сердечника конденсатора с оболочкой появляется плавающее напряжение, вызывающее звук разряда. .
При возникновении вышеуказанных звуковых условий разряда необходимо разобраться с каждой ситуацией, то есть методы лечения следующие: остановить конденсатор и разрядить его, снять внешний корпус, высушить и снова установить; добавить те же характеристики Конденсаторное масло; если звук разряда не прекращается, его следует разобрать и отремонтировать; конденсатор должен быть выведен из эксплуатации и разряжен, чтобы сердечник и оболочка находились в хорошем контакте.
8. Проблема взрыва
При эксплуатации конденсатора, если происходит пробой внутренних компонентов конденсатора, повреждение изоляции корпуса конденсатора, плохая герметизация и утечка масла, вздутие и внутренняя диссоциация, вздутие и внутренняя диссоциация, заряженное замыкание или чрезмерная температура, и плохая вентиляция, слишком высокое рабочее напряжение, слишком большие гармонические составляющие, рабочее перенапряжение и т. д. могут привести к повреждению и взрыву конденсатора. Чтобы предотвратить взрывы конденсаторов, при нормальных обстоятельствах ток, проходящий через каждую группу фазных конденсаторов в 1,5–2 раза, может быть оснащен быстродействующим предохранителем. Если конденсатор выйдет из строя, быстродействующий предохранитель расплавится и отключится. источник питания для защиты конденсаторов от дальнейшего выделения тепла; установите амперметр на каждой фазе компенсационного шкафа, чтобы убедиться, что разница токов между каждой фазой не превышает ±5%. При обнаружении дисбаланса немедленно прекратите работу и проверьте конденсаторы; следить за повышением температуры конденсаторов; усилить контроль. Осмотрите батарею конденсаторов, чтобы избежать утечки масла и вздутия конденсатора во избежание взрыва.
