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电容器无功补偿装置设计注意事项

时间:2017-07-13 07:05 来源:电工之家

根据笔者多年在电容无功补偿方面的工作实践,提出一些设计中需要特别注意的几个问题:

  1 电容器额定电压的选择
  
  电容器的额定标称电压值的高低对于电容器安全可靠的运行是一个非常重要的参数,这是由电容器的自身结构特点决定的。对于国内偏远地区的用电企业,尤其是采用了没有并入国家电网的小电网供电的用电企业,建议在电容器设计选型时,充分考虑电网电压的波动情况,并应适当考虑电网中谐波因素对电容器安全运行的影响。

  对于电网系统电压波动大的用电企业,在设计电容器装置时,电容器额定电压的选择不应局限于设计规范所规定的电压标准值,应在标准值基础上再根据电网电压波动情况适当提高单台电容器的额定电压,避免电网系统轻载时的电压升高,造成电容器长时间过压运行,造成早期损坏。

  由于电容器额定电压的提高,使补偿容量略有一点降低,但能保障电容器装置保障长期、安全、稳定、可靠的运行,在这一点上还是利大于弊的。

  2 电容器投切开关的选择
  
  笔者在实际工作中,也多次发现过装置采用的高压断路器或高压真空接触器由于产品型号老旧,或个别开关出厂时调整不是在开关性能最佳状态,开关重击穿率偏高导致电容器组故障,开关投切时电容器回路产生严重的过电压,造成高压熔断器的大量熔断和电容器的过电压损坏,尤其是电容器装置采用自动投切方式时,由于投切频繁,情况更为严重。

  当电容器装置的投切开关选用断路器时,应选用真空开关序号大于12的真空断路器,同时,所选用的真空断路器一定要经过老炼处理。

  对于35kv及66kv以上系统,投切开关应尽量选用六氟化硫断路器,避免开关重击穿率偏高导致回路产生高电压,造成电容器的损坏;对于投切小容量电容器的真空接触器也要选用较新型号的产品和有实力的正规厂家产品。

  3 电容器种类的选择
  
  电力电容器分为油浸式电容器和干式自愈式电容器。

  高压油浸式电容器是常规老产品,这些年产品由于绝缘材料和生产工艺的提高和改进,产品质量有较大提高。

  高压干式自愈式电容器是近20年内开发出的产品,他最大的特点是其自愈式性能和产品的无油特性。

  对负载变化较快且投切频繁的高压电容器装置,即系统电压在6kv及以上时,在设计选型时,建议单台电容器选择BAM或BFM型油浸式电容器,不建议选用干式电容器,高压干式自愈式电容器经过笔者实际应用,发现在产品过载能力、本身散热及使用寿命方面都还有一些先天不足,不适合应用在采用高压开关进行自动投切及负荷变化频繁的场合。

  4 电容器装置的散热
  
  保障电容器通风散热良好是减少故障的重要因素,笔者在现场曾经看到个别生产厂家的低压电容器补偿装置,由于设计结构不合理,电容器补偿装置套用类似于低压抽屉式开关柜的内部结构,把发热严重的电容器和电抗器都放置在封闭的大抽屉内,导致热量散发不出去,运行不久就出现电容器漏油、鼓包、放炮的严重故障,因此电容器在设计时不应放置在封闭的安装间隔内,应重视电器元件的发热问题,在装置结构布局上要留有一定的散热空间。

  现场中还发现,有少数用户担心上层电容器漏油滴到下层电容器上,在层间增加了隔板,四周用钢板围护,并认为这样做还可防止电容器爆裂时损坏相邻层的电容器。

  上述做法均严重影响电容器的通风散热,增加温升,进而导致故障发生,设计时应予以避免。对散热量大的电容器装置,如低压电容器装置,更要考虑加强散热能力,柜体的散热孔一定不能设计太小太细,为了满足装置外壳防护等级的要求,门板散热孔背面可以加装金属网,散热孔的数量要足够多,并加装合适风量的排风扇。

  5 高压熔断器的选择
  
  对于单台电容器的过流保护一般选用外熔断器或电容器内部配置内熔丝,用外熔断器的应用比较广泛。外熔断器现在一般都采用电容器保护专用熔断器,即高压喷逐式熔断器,这也是电容器行业要求采用的结构形式,这种熔断器分两种结构:外绷簧式和防摆式。

  外绷簧式喷逐式熔断器是一种较常用的保护器件。

  防摆式一般适用于柜内安全距离不足的情况下采用。

  当防摆式高压熔断器额定电流较大时,由于熔断器导线较粗,故障时已储能的弹簧不易迅速将残余尾线拉入防摆管内,故额定电流大的熔断器,例如:单台电容器额定电流大于50A(即用于10kv系统的334kvar以上容量的电容器、用于6kv系统的200kvar以上容量的单台电容器)的熔断器不宜采用防摆式结构,此种情况下,设计时应考虑加大柜体尺寸,当装置尺寸加大不满足现场条件时,应采用增加绝缘隔板的方法来解决安全距离不足的问题。

  6 电动机就地补偿
  
  对于电动机就地补偿用的电容器装置(一对一补偿),过去的老产品都不加高压投切开关,现在也有一些产品增加了高压投切开关,建议此类补偿装置全部增加高压投切开关(高压真空接触器或高压真空断路器),这样电容器装置的运行方式比较灵活,增加投资又不算大,在电容器装置维护、保养、检修时也不影响高压电机的正常运行,一旦发生电容器故障也能够自动脱离电网,从而保证产品生产线的连续运行生产,减少企业的经济损失。

  7 电抗器的接线方式
  
  当高压串联电抗器采用干式空心电抗器时,电抗器最好放置在电容器组的电源侧;当串联电抗器采用干式铁芯电抗器时,最好放置在电容器组的中性点侧;如果铁芯电抗器放置在电源侧,一定要选用加强型,保障电抗器在电容器发生故障时,电抗器的动热稳定性满足要求,减少电抗器的损坏和避免事故扩大。

  设计时注意以上问题,就能避免很多电容器设备运行后出现的各种问题。

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