導(dǎo)語(yǔ)：高壓電容自動(dòng)補(bǔ)償管理論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀(guān)點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：本文就電容自動(dòng)補(bǔ)償中實(shí)際遇到的問(wèn)題，結(jié)合工程實(shí)踐情況，對(duì)高壓電容自動(dòng)補(bǔ)償裝置有關(guān)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行初步探討。

關(guān)鍵詞：感性負(fù)載自動(dòng)補(bǔ)償就地補(bǔ)償功率因數(shù)電壓疊加補(bǔ)償精度步長(zhǎng)

一、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(wú)功電流。這些無(wú)功電流占用大量的供配電設(shè)備容量，同時(shí)增加了線(xiàn)路輸送電流，因而增加了饋電線(xiàn)路損耗，使電力設(shè)備得不到充分利用。作為解決問(wèn)題的辦法之一，就是采用無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，使無(wú)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(jiàn)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(wú)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(wèn)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(kāi)始，在天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)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(guò)幾年來(lái)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(mǎn)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(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。以作拋磚引玉。

二、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?。目前常?jiàn)的補(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?，補(bǔ)償范圍大。其缺點(diǎn)是確定補(bǔ)償容量困難。既不能過(guò)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(wú)功電流時(shí)，無(wú)功電流主要成分是由電機(jī)勵(lì)磁電流I0，滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的無(wú)功電流增量ID1、欠載運(yùn)行時(shí)的無(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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(mǎn)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(wú)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(xiàn)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、補(bǔ)償設(shè)備步長(zhǎng)劃分與設(shè)備配置

雖然理論上無(wú)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(mǎn)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(mǎn)足工程實(shí)際精度需要。如同目前常見(jiàn)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?，?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?，其形式?、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、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(wèn)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(guò)程中容易忽略的問(wèn)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(guò)電壓、過(guò)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(wèn)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?xún)?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(guò)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(lái)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(kāi)/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(kāi)/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(jiàn)仁，智者見(jiàn)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。采用機(jī)構(gòu)式接觸器或者采用真空斷路器時(shí)的控制原理見(jiàn)《電容器自動(dòng)補(bǔ)償裝置控制原理圖》。

五、結(jié)論

目前廣泛使用的補(bǔ)償方式，大多數(shù)都是有級(jí)補(bǔ)償，為了達(dá)到更精確補(bǔ)償效果，最理想的補(bǔ)償方式是實(shí)現(xiàn)微機(jī)調(diào)控的無(wú)級(jí)自動(dòng)補(bǔ)償方式，它可以根據(jù)需要使補(bǔ)償后的功率因數(shù)達(dá)到最理想的精度，但是由于其技術(shù)含量高，投資費(fèi)用也相對(duì)高，還要求較高的管理維護(hù)水平。綜上所述，電容補(bǔ)償?shù)姆绞剑筛鶕?jù)工程具體情況進(jìn)行選擇。在補(bǔ)償精度滿(mǎn)足要求前提下優(yōu)先選擇工程造價(jià)低、運(yùn)行管理可靠、維修方便的設(shè)備。那么，采用不等容量配置的分級(jí)自動(dòng)補(bǔ)償方式就是經(jīng)濟(jì)合理和可行的方案之一。