我們要了解無功補(bǔ)償那么久需要了解他的作用以及用途分析，那么我們現(xiàn)在就針對(duì)高壓電容無功補(bǔ)償的介紹以及作用分析。來介紹一下這些。

 

一、高壓電容無功補(bǔ)償概述

 

    在電力系統(tǒng)中，隨著變壓器和交流電動(dòng)機(jī)等電感性負(fù)載的廣泛使用，電力系統(tǒng)的供配電設(shè)備中經(jīng)常流動(dòng)著大量的感性無功電流。這些無功電流占用大量的供配電設(shè)備容量，同時(shí)增加了線路輸送電流，因而增加了饋電線路損耗，使電力設(shè)備得不到充分利用。作為解決問題的辦法之一，就是采用無功功率補(bǔ)償裝置，使無功功率就地得到補(bǔ)償，盡量減少或不占用供配電設(shè)備容量，提高設(shè)備的利用效率。最常見的辦法就是采用電容器組提供電容性電流對(duì)電感性電流給予補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)。目前，在配電系統(tǒng)中，已經(jīng)普遍使用了低壓電容集中自動(dòng)補(bǔ)償裝置，根據(jù)需要,使低壓無功功率就地得到補(bǔ)償。而在高壓系統(tǒng)中，目前使用比較多的補(bǔ)償還是傳統(tǒng)的固定式電容補(bǔ)償裝置，集中的自動(dòng)補(bǔ)償裝置使用還很不普遍。由于傳統(tǒng)的補(bǔ)償方式存在安全性能差、補(bǔ)償精度低和勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題，大家都希望有一種更加安全可靠、補(bǔ)償精度更高、自動(dòng)化水平更高的補(bǔ)償裝置供設(shè)計(jì)選用。

 

　　我們從1995年開始，在天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)二期雨、污水泵站；東海路雨、污水泵站；泰豐路雨水泵站和天津市月牙河雨水泵站等工程中試用6kV高壓電容自動(dòng)補(bǔ)償裝置。經(jīng)過幾年來的使用，證明補(bǔ)償后功率因數(shù)達(dá)到0.95以上，自動(dòng)化水平高，補(bǔ)償效果滿意。得到各使用單位的一致好評(píng)。本文結(jié)合工程使用情況，就高壓電容集中自動(dòng)補(bǔ)償裝置有關(guān)技術(shù)問題進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。以作拋磚引玉。

 

二、高壓電容無功補(bǔ)償補(bǔ)償實(shí)施方案和補(bǔ)償容量的確定

 

　　要想得到理想的補(bǔ)償效果，首先要確定合理的補(bǔ)償實(shí)施方案、準(zhǔn)確計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)娜萘俊Ｄ壳俺Ｒ姷难a(bǔ)償方法有傳統(tǒng)的固定式電容器組人工插拔熔斷器控制補(bǔ)償容量法；單臺(tái)設(shè)備隨機(jī)就地電容補(bǔ)償法和集中電容器自動(dòng)補(bǔ)償法。其中傳統(tǒng)補(bǔ)償方法簡(jiǎn)單，但補(bǔ)償精度低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)性大，受人為因素影響太多。

 

　　單臺(tái)設(shè)備就地補(bǔ)償法就是針對(duì)單臺(tái)設(shè)備在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行補(bǔ)償，其優(yōu)點(diǎn)是從設(shè)備需求點(diǎn)補(bǔ)償，深入到需求補(bǔ)償?shù)谝晃恢茫a(bǔ)償范圍大。其缺點(diǎn)是確定補(bǔ)償容量困難。既不能過補(bǔ)償，又必須保證電路不得發(fā)生LC諧振和避免發(fā)生自激現(xiàn)象。因在計(jì)算無功電流時(shí)，無功電流主要成分是由電機(jī)勵(lì)磁電流I0，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的無功電流增量ID1、欠載運(yùn)行時(shí)的無功電流增量ID2等組成的。因?yàn)殡S著電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的變化，上述各參數(shù)都在不停地變化，動(dòng)態(tài)變量變化因素太多，很難確定準(zhǔn)確的無功補(bǔ)償需求量。不同的生產(chǎn)設(shè)備在選配電動(dòng)機(jī)時(shí)的啟動(dòng)容量裕度各不相同，所以，在設(shè)備運(yùn)行中其電動(dòng)機(jī)的飽和程度各不相同，其欠載運(yùn)行的無功電流增量ID2各不相同；其次，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作狀態(tài)隨時(shí)變化，如：水泵電機(jī)隨著進(jìn)水水位、出水水位的變化電動(dòng)機(jī)負(fù)載率隨時(shí)都在變化，無法確定準(zhǔn)確的工況。而單臺(tái)設(shè)備就地補(bǔ)償法在補(bǔ)償容量確定后，是以固定不變的補(bǔ)償容量，去平衡隨時(shí)浮動(dòng)變化的動(dòng)態(tài)工況，就很難得到滿意的高精度補(bǔ)償效果。

 

　　此外，在單臺(tái)補(bǔ)償?shù)碾娙萜餮b置中，補(bǔ)償電容器是與主機(jī)一對(duì)一固定配套安裝的，隨著主機(jī)的運(yùn)行而補(bǔ)償電容器同時(shí)投入運(yùn)行，當(dāng)主機(jī)停止運(yùn)行時(shí)補(bǔ)償電容也一齊被切除，各機(jī)組之間的電容器相互獨(dú)立不能互補(bǔ)，電容器得不到充分利用，增加了設(shè)備投資。而且，市政工程的特點(diǎn)是運(yùn)行時(shí)間集中、設(shè)備容量較大；備用設(shè)備的運(yùn)行利用率更低等。再者，由于補(bǔ)償電容器隨著主機(jī)的運(yùn)行而一齊投入運(yùn)行，則主機(jī)的啟動(dòng)電流與電容器合閘涌流是同時(shí)處于最大值，兩個(gè)電流最大值相加增大沖擊電流效應(yīng)。

 

　　如果采用成組設(shè)備集中自動(dòng)補(bǔ)償法，則補(bǔ)償容量可根據(jù)當(dāng)時(shí)整體運(yùn)行工況需要，自動(dòng)投入所需容量，可以達(dá)到比較高的補(bǔ)償精度。隨著補(bǔ)償設(shè)備的步長(zhǎng)越短則補(bǔ)償精度越高，如果步長(zhǎng)為無級(jí)變化則功率因數(shù)從理論上講可以精確到1，這將為高精度準(zhǔn)確補(bǔ)償打下基礎(chǔ)。而且不論任何一臺(tái)電機(jī)工作時(shí)，補(bǔ)償電容器均可根據(jù)線路總體需要投入運(yùn)行，使每組補(bǔ)償電容器得到充分利用。

 

三、高壓電容無功補(bǔ)償補(bǔ)償設(shè)備步長(zhǎng)劃分與設(shè)備配置

 

    雖然理論上無級(jí)自動(dòng)補(bǔ)償裝置補(bǔ)償精度可以達(dá)到1，但是在一般市政工程實(shí)際應(yīng)用中，為了合理地利用有限的資金投入，并不要求理論上的最大值，只要滿足工程精度需要就可以了。所以工程中大多數(shù)情況都是由多臺(tái)設(shè)備并列運(yùn)行，通常設(shè)備在4臺(tái)以上時(shí)，如將所需最大補(bǔ)償電容量分成6~8步等步長(zhǎng)容量投入，就可以基本滿足工程實(shí)際精度需要。如同目前常見的低壓電容器自動(dòng)補(bǔ)償裝置一樣，一般分8步等容量投入方案的使用已經(jīng)非常普遍，其理論可以推廣到高壓電容補(bǔ)償裝置中使用。但是在高壓系統(tǒng)中如果沿用低壓補(bǔ)償?shù)乃悸罚瑢?duì)于采用高壓真空接觸器控制的方案，仍可采用等容量配置。而對(duì)于使用真空斷路器的情況而言，則因?yàn)檎婵諗嗦菲鲀r(jià)格相對(duì)較高，所以，在保證相同功能的基礎(chǔ)上盡量減少真空斷路器的使用數(shù)量，對(duì)節(jié)約投資是有著非常明顯的作用的。工程中如果合理選用控制器，可以減少真空斷路器數(shù)量，例如：對(duì)于采用等步長(zhǎng)容量分配電容器組的設(shè)備組，7步補(bǔ)償需要7臺(tái)真空斷路器，如果采用1+2+4的不等容量控制器的配置，只需3臺(tái)真空斷路器就可以達(dá)到7步等步長(zhǎng)容量補(bǔ)償?shù)男Ч湫问綖?、2、1+2、4、4+1、4+2、4+2+1。這樣既保證了補(bǔ)償精度又將大大節(jié)約設(shè)備的一次性投資。

 

四、高壓電容無功補(bǔ)償保護(hù)與控制

 

    高壓電容器自動(dòng)補(bǔ)償裝置的保護(hù)和控制，除常規(guī)的保護(hù)和控制外，還有一些特殊的需要注意的問題。我們?cè)趯?shí)際工程中遇到的一些在保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試過程中容易忽略的問題，一并在此作簡(jiǎn)單介紹。在實(shí)際工程中，根據(jù)電動(dòng)機(jī)數(shù)量，一般采用7~8步控制投入。保護(hù)系統(tǒng)除過電壓、過電流等常規(guī)保護(hù)外，必須注意采用完善的三相保護(hù)，避免因單相故障造成的保護(hù)失靈和故障擴(kuò)大。合理配置限制涌流的電抗器，嚴(yán)格防止電磁諧振現(xiàn)象造成的破壞。

 

　　另外，保護(hù)系統(tǒng)必須注意補(bǔ)償電容器在自動(dòng)投入時(shí)，電容器上的電壓疊加問題，當(dāng)一組電容器退出運(yùn)行后，在再投入前，必須保證其充分放電后再投入運(yùn)行。保證其在再投入時(shí)其上的殘余電壓值降低到允許的電壓范圍以內(nèi)，避免由于再投入時(shí)殘余電壓與額定電壓的疊加造成電容器上的過電壓損壞。

 

　　其次控制系統(tǒng)中，特別需要注意的是工作電源、信號(hào)電源等檢測(cè)量的相位的正確配置。正確的向量配置是設(shè)備調(diào)試能順利進(jìn)行的有力保證和最起碼的要求，否則，會(huì)給調(diào)試工作帶來不必要的麻煩和增加許多不必要的工作量，以至于有時(shí)可能會(huì)調(diào)不出正確結(jié)論。

 

　　控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)隨著使用元件不同結(jié)構(gòu)略有差異。例如：補(bǔ)償裝置的接觸器，若使用電磁式真空接觸器，開/停為一個(gè)信號(hào)的1—0狀態(tài)，若使用機(jī)構(gòu)式接觸器或者采用真空斷路器時(shí)，其開/停必須是兩個(gè)獨(dú)立的信號(hào)。兩種控制各有優(yōu)缺點(diǎn)，從節(jié)能、噪音等不同角度各有不同結(jié)論。仁者見仁，智者見智。設(shè)計(jì)可根據(jù)工程具體情況采用經(jīng)濟(jì)、合理、實(shí)用和技術(shù)先進(jìn)的設(shè)備配置。