低压电容补偿的维护与调试

低压电容补偿的维护与调试
加强日常维护
1)定期对设备进行停电清扫并对一、二次回路螺钉紧固。

2)定期检查仪表指示是否正常?回路连接部分和主要元器件是否有过热的现象?是否有不正常的噪声?放电回路是否完好?如发现问题应及时处理。

1.系统供电电压对电容器的影响
电容器的无功功率与系统供电电压的平方成正比。

若供电电压低于电容器的额定值，将会增加电容器的损耗，并将会缩短其使用寿命。

因此国家标准规定，电容器长时间允许运行电压不得超过其额定电压的1.1倍，如果超过1.1倍，电容器应退出运行。

目前电容柜上安装的ABB功率因数调节器，都具备这种过电压保护功能，运行时应经常对其过电压保护动作值进行监测，如不合适，需及时给予适当的调整。

2.监视电容器组的运行电流
每台电容器在其铭牌上都标有额定电压值。

当系统供电电压值为额定值时，电容器的运行电流亦应为额定值；如果偏离额定值较多、三相不平衡时，就要进行检查和分析：
1)电流值偏小是供电电压较低，还是电容器组中部分电容器存在故障；
2)电流值偏大是供电电压偏高，还是系统中高次谐波的影响；
3)三相电流不平衡多数是电容器组中部份电容有故障，可用钳形电流表逐只进行检查；
4)电流值大大超过额定值，电流表指针不规则地上下大幅度摆动，多数是电容器与系统中某高次谐波产生并联谐振，使电容器在谐波状态下严重过负荷。

针对以上电流表的异常情况，应采取相应的措施，以防止不正常事态的进一步扩大。

3.减少投切振荡几率
投切振荡是指电容器组中反复不间断地投入和切除这样一种不稳定的运行状态，元器件频繁通断，会加速老化、缩短使用寿命，因此运行时应尽可能地减少其投切几率。

它的形成主要有以下两方面原因：
1)当系统运行在某种状态时，投入一组电容器后，系统就形成过补偿。

如此反复投切，使到系统中负载功率因数发生变化并满足工作的条件后，才停止投切。

对此可采取以下的两种方法来缓解：
①选择合适的无功功率自动补偿器。

目前常用方式有两种：一种是cosφ值，不论系统中负荷值多少，只要cosφ值高出或低于设定值，自动补偿仪即发出“投入”或“切除”的指令；另一种是按系统中感性负荷值的大小作为采样点，如果系统中的感性负荷小于补偿仪的设定值，此时系统中虽然cosφ较低，补偿仪亦不会发出“投入”指令，就可适当减少了投切几率。

②将电容器等容分组改为不等容分组。

目前大多数电容屏均为等容组，即每项组电容器的容量是相等的。

如果将其中一组电容的容量减少，或者原额定容量相等而额定电压400V 等级的电容器改为额定容量相等而额定电压为500V等级的电容器作降容使用(降压后的容量为原额定容量的64%)，亦能减少投切几率。

2)过电压引起的投切振荡。

当电源电压上升到补偿仪过电压动作值时，使原来投入的电容器逐只切除；当电源电压低于该设定值时，过电压保护又退出工作。

补偿器过电压保护动作值一般整定在436～438V为宜，且返回值也不能太高。

两者之间的差值称为回差，回差电压一般为6V左右。

如回差电压太小，也容易造成投切振荡。

运行时可根据系统运行电压来核对过电压保护整定值和回差电压值是否合适。

4.应具备可靠的放电回路
无论哪种形式的电容柜，都有必须具备可靠的放电回路。

如果电容器组脱离系统电源后，没有可靠的放电回路，当该电容器组再次投入时，则可能使电容器承受较高的叠加电压，由此而受到损害；同时很大的合闸冲击电流，容易损坏有关电气设备。

当操作人员采用手动投切时，不能可靠地将剩余电荷回放到安全的范围；同时内部电阻是否完好，难以检查。

因此笔者认为应在每台电容器上并联三只信号灯，既指示放电回路，又作投切指示比较合适。

5.掌握正确的操作方法
1)当采用手动操作时，投切速度不能太快，要保证有足够的放电时间。

2)副柜同样有选择自动和手动两种运行方式的切换开关。

要求副柜随主柜同步自动投切，在主柜投运前(或在主柜电容器组大部分切除)的状态下，将副柜转换开关预先操作在自动工作的位置上，但要在尽可能避免主柜电容器组大部投入的情况下，将副柜切换开关由手动或停止转向自动，以避免较大的电流对系统造成冲击，损坏设备。

6.采样与负载相位的安排
这类负载所接的相位，应能反映在采样互感器上，否则应能调整负载所接的相位，使控制器按照采样处正常工作。

7.防止高次谐波对电容器的危害
电网中的高次谐波源主要来自非线性负载，如电网中的晶闸管整流装置、变压器铁心非线性饱和以及电弧炉变频器等。

高次谐波对电容器的危害甚大，首先使电容器过流、发热、增加损耗，导致介质绝缘性能下降，最后造成内部击穿；同时可能形成电流谐振，一旦产生电流谐振，将使大批电容器过流、熔断器熔断或导致爆炸事故。

防止高次谐波对电容器的危害，可从以下两方面采取措施：
1)电容器串联电抗器。

根据测定分析，系统中出现的高次谐波成份，随负载性质和状态的变化而不同。

根据有关资料分析，通常5次谐波，可在电容器组串联电抗器，其基波电抗值为电容器基波容抗值的5%～6%；
2)提高电容器组的额定工作电压，以提高电容器的绝缘介质强度。

例如将额定电压500V的电容器用在400V的电源上。

8.监视电容器的温升
电容器在正常运行时的温升不会很高，一般不超过20K。

如果手摸其外壳，感到微温，那是正常的；反之，如果外壳很烫手，那肯定内部存在故障，应停电退出运行。

电容器无功补偿柜上的电流表是什么电流？
电容器无功补偿柜上的电流是什么电流？和变压器出线柜的计量柜上的总电流有什么关系呢？我老搞不懂那个电容器是怎么补偿无功的？能形象的比喻说说吗？谢谢
电容器无功补偿柜上的电流是无功电流，是呈容性的；
而负荷电流多是电阻性电流和电感性电流“混合”而成的感性电流；
而变压器出线柜的计量柜上的总电流是负荷电流与无功补偿柜上的电容电流之和；当电容电流能够将负荷电流中的“感性成份”全部平衡掉时，流过计量柜的就是电阻电流，我们就说进行了全补偿，效果最好；
当电容投入的少，没有全部平衡掉负荷电流中的“感性成份”时，流过计量柜的电流就还呈“电感性”，我们就说进行了欠补偿，功率因数低了；当电容投入的多，在全部平衡掉负荷电流中的“感性成份”后，还有富裕时，流过计量柜的电流就还呈“电容性”，我们就说进行了过补偿，功率因数不是高了，而是反方向低
电容补偿器加电感线圈抑制谐波的原理
电容器串电抗后形成一个串联揩振回路，在谐振频率下呈现很低的阻抗（理论上为0），如果串联谐振频率与电网特征谐波频率一致，则成为纯滤波回路，如果只吸收少量谐波，则称为失谐滤波回路。

失谐滤波回路的主要用途是防止谐波放大，滤波效果不大，回路传串联谐振频率通常低于电网的最低次特征谐波频率，即设定为基波频率的3.8~4.2倍。

工程计算公式为：
电抗器电抗XL=电容器容抗XC的百分比（X%）
或者：
电抗器功率QL=电容器基波容量QC的百分比（X%）
电抗器电抗或容量一般为电容器容抗或容量的6~7%。

在选择x=6%时，谐振次数为vr=4.08。

失谐滤波回路只吸收少量5次及以上的谐波，谐波源产生的谐波的大部分流入电网，电容器容量根据预计达到的功率因数值确定
纯滤波回路的主要用途是吸收谐波，同时补偿基波无功。

在串联谐振状态下，滤波回路的合成阻抗XS接近于0，因此可对相关谐波形成“短路”。

在谐振频率以下滤波回路呈容性，因此能够输出容性基波无功功率以补偿感性无功功率。

在谐振频率以上滤波回路呈感性。

由于滤波回路在谐振点以下呈容性，所以在其特征频率以下又与电网电感形成并联谐振回路。

如果在这个频率范围内没有特征谐波，则并联谐振对电网不会产生危害。

由于滤波回路的主要任务是吸收电网谐波，所以限制了对基波无功功率进行调节的灵活性，只能对各个回路进行投切，投入的顺序为从低次到高次，切除的顺序为从高次到低次。

对于容量较大的补偿滤波装置，可以采取纯滤波回路和失谐滤波回路结合的方法，即纯滤波回路固定运行，补偿基本负荷，失谐滤波回路作为调节运行。

对于低压谐波装置，也可以采取多个同次滤波回路并联的方法，但需注意以下两点：
a)失谐滤波回路可以并联运行，用于对滤波效果没有严格要求的场所。

b)同次调谐滤波回路并联运行会出现问题。

在谐振频率下回路阻抗理论上为0，但实际上电流不可能在两个支路间平均分配，其主要原因：
—由于元件制作误差、环境温度变化、电容器老化和元件容丝的动作等因素影响，导致各支路阻抗不为0，并且互有差异。

—电感和电容的调谐精度的限制。

不可能将两个支路的参数调的完全一样。

如果两个同次滤波回路中的一个在特征谐波频率下呈感性，另一个呈容性，则会产生并联谐振，使谐波放大。

如果经过经济技术比较需要采用并联方式，可以将两个支路均调为在特征谐波频率下呈感性，即ωr<V×Ω1，各支路电阻接近，可以较好解决电流分配问题，但是滤波效果要降低。

如果既要吸收谐波，又要保持调节的灵活性，可以采用并联支路的方式，即若干个同次滤波回路同时接入电网，各支路的电容同时并联，形成一个总的滤波回路，调节时可以投切其中的一个或多个并联支路。

这种方式不会出现支路间的并联谐振，同时提高了滤波效果
除了对电容器分组调节以外，对于负载波动频繁的场合，采用动态补偿及滤波装置是最佳的解决方案。

无功补偿常见问题
时间:2010-12-06 04:41 来源:本站整理作者:电气自动化技术网点击: 17次字体设置: 大中小
1.考虑电网电压时，是按400V考虑还是按380V
考虑?
采用就地补偿时，电容器是比较靠近负载，这时候按照380V电压选取电容器;
当电容器安装在配电间时，在母线上进行集中补偿时，按照400V选取电容器。

2.电容器存放条件
不要在腐蚀性的空气中，特别是氯化物气体、硫化物气体、酸性、碱性、盐质或含有类似的同类物质的空气中使用或存放电容器。

在有灰的环境中，为了防止发生相间或相对地(外壳)发生短路事故，特别需要定期对接线端子进行常规的维护和清洁。

3.电容器在现场初次投入运行时，为什么有时候会发出“嗞嗞”声?
这是正常情况，不是质量问题;
一般电容器在出厂前均按工艺要求进行通电测试，而在通电测试当中也同时进行“杂志电气清除”。

在这个电气清除的过程中，大多数杂质会被清除干净。

但是也有可能在某些情况下，当电容器在现场刚开始通电时，会发生某种“杂质再生”的过程，这时候，就会听到一种“嗞嗞”声，这是电容器在刚开始运行中的一种自愈合过程，持续几个小时后，这种声音就会自行消失。

4.影响电容器使用寿命的主要因素是什么?
实际工作电压、环境温度、谐波电流、投切次数都会影响到电容器的使用寿命;假定电容器的标称使用寿命为Len，电容器的实际使用寿命为Le那么，
电容器的使用寿命同系统电压的关系如下：
Le=Xv×Len
U=1.10Un,Xv=0.5;
U=1.05Un,Xv=0.7;
U=1.00Un,Xv=1;
U=0.95Un,Xv=1.25;
U=0.90Un,Xv=1.5;
电容器的使用寿命同环境温度的关系如下：
Le=Xt×Len
Tav=42℃,Xt=0.5;
Tav=35℃,Xt=1;
Tav=28℃,Xt=2;
而7℃的温度差，会导致一个很严重的后果!
电容器的使用寿命同投切次数关系如下：
Le=Xs×Len
5000次每年，并采用限流电阻，Xs=1.00;
10000次每年，并采用限流电阻，Xs=0.7;
5000次每年，无限流电阻，Xs=0.40;
10000次每年，无限流电阻，Xs=0.20;
采用晶闸管投切，Xs=1.00;
如果投切次数每年超过5000次，必须要考虑动态投切方案!
所以电容器的实际使用寿命Le=Len×Xv×Xt×Xs
Xv：电压系数;
Xt：温度系数;
Xs：投切系数。

5.为什么有时候控制器在调试好后，不能正常投入运行，而系统的功率因数又很低?
假定控制器的设定是完全正确的情况下，这时候系统功率因数很低，而电容器却无法投入，很多情况下，是由于步级设计不合理，而造成低负荷期补偿系统无法正常工作，例如，系统中最小一步的容量设计得太大，造成了补偿系统无法投入，因为投入一步，会过补，不投又会欠补，这时候可以查阅控制器的自动模式下的第6项(DIFFREACTIVEPOWER)，达到目标值功率因数所需要补偿的Kvar值。

如果这个数值远远小于系统中的最小那个步级的容量，这时候，系统的补偿步级就无法投入运行。

6.如何通过对控制序列的编辑，设计一个比较合理的补偿系统?
最常见的控制器步级设计为1：1：1：1：1：1的方式，以BR6000-R06为例，系统总补偿量为300Kvar，按1：1：1：1：1：1的方式设计为50Kvar×6步，这样一来，系统可能得到的补偿容量为50Kvar、100Kvar、150Kvar、200Kvar、250Kvar、300Kvar，共计6种可能的容量，但如果按1：1：2：4：4的方式设计为25Kvar×2步+50Kvar×1步+100Kvar×2步，这样一来，系统可能得到的补偿容量为25Kvar、50Kvar、75Kvar、100Kvar、125Kvar、150Kvar、175Kvar、200Kvar、225Kvar、250Kvar、275Kvar、300Kvar，共计12种可能的容量。

所以采用不同容量比的控制序列，可以提高系统精度。

7.电容器的主要技术参数信息请登陆:输配电设备网
额定电压(Uc)、额定电流(Ic)、过电压能力(Vmax)、过流能力(Imax)、耐冲击涌流能力(Is)、损耗、额定工作频率(f)、容值的偏差范围、额定使用寿命、温度等级、湿度条件、海拔高度、防护等级等。

电力系统无功功率补偿
无功功率补偿装置的主要作用是:提高负载和系统的功率因数,减少设备的功率损耗,稳定电压,提高供电质量。

在长距离输电中,提高系统输电稳定性和输电能力,平衡三相负载的
有功和无功功率等。

一、无功功率补偿的作用
1、改善功率因数及相应地减少电费
根据国家水电部,物价局颁布的“功率因数调整电费办法”规定三种功率因数标准值,相应减少电费:
(1)高压供电的用电单位,功率因数为0.9以上。

(2)低压供电的用电单位,功率因数为0.85以上。

(3)低压供电的农业用户,功率因数为0.8以上。

2、降低系统的能耗
功率因数的提高,能减少线路损耗及变压器的铜耗。

设R为线路电阻,ΔP1为原线路损耗,ΔP2为功率因数提高后线路损耗,则线损减少ΔP=ΔP1-ΔP2=3R(I12-I22)(1)
比原来损失减少的百分数为
(ΔP/ΔP1)×100%=1-(I2/I1)2.100%(2)
式中,I1=P/(3U1cosφ1),I2=P/(3U2cosφ2)补偿后,由于功率因数提高,U2>U1,为分析方便,可认为U2≈U1,则
θ=[1-(cosφ1/cosφ2)2].100%(3)
当功率因数从0.8提高至0.9时,通过上式计算,可求得有功损耗降低21%左右。

在输送功率P=3UIcosφ不变情况下,cosφ提高,I相对降低,设I1为补偿前变压器的电流,I2为补偿后变压器的电流,铜耗分别为ΔP1,ΔP2;铜耗与电流的平方成正比,即
ΔP1/ΔP2=I22/I12
由于P1=P2,认为U2≈U1时,即
I2/I1=cosφ1/cosφ2
可知,功率因数从0.8提高至0.9时,铜耗相当于原来的80%。

3、减少了线路的压降
由于线路传送电流小了,系统的线路电压损失相应减小,有利于系统电压的稳定(轻载时要防止超前电流使电压上升过高),有利于大电机起动。