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電力系統(tǒng)中的負載類型大部分屬于感性負載,加上用電企業(yè)普遍廣泛地使用電力電子設(shè)備,使電網(wǎng)功率因數(shù)較低。較低的功率因數(shù)降低了設(shè)備利用率,增加了供電投資,損害了電壓質(zhì)量,降低了設(shè)備使用壽命,大大增加了線路損耗。為了改善電網(wǎng)功率因數(shù)低下帶來的能源浪費和這些不利供電生產(chǎn)的因素,必須使電網(wǎng)功率因數(shù)得到有效的提高。顯然這些無功功率如果都要由發(fā)電機提供并遠距離傳送是不合理的,通常也是不可能的。合理的辦法就是在需要無功功率的地方產(chǎn)生無功功率,即增加無功功率補償設(shè)備與裝置。
一般來說,低壓電容補償柜由柜殼、母線、斷路器、隔離開關(guān),熱繼電器、接觸器、避雷器、電容器、電抗器、一、二次導線、端子排、功率因數(shù)自動補償控制裝置、盤面儀表等組成。
在實際電力系統(tǒng)中,大部分負載為異步電動機。其等效電路可看作電阻和電感的串聯(lián)電路,其電壓與電流的相位差較大,功率因數(shù)較低。并聯(lián)電容器后(如下圖所示),電容器的電流將抵消一部分電感電流,從而使電感電流減小,總電流隨之減小,電壓與電流的相位差變小,使功率因數(shù)提高。
無功補償電容柜的主要作用是無功補償,平衡設(shè)備感性負載,提高功率因數(shù)。
優(yōu)點
無功補償電容柜具有安裝方便,安裝地點增減方便;有功損耗小(僅為額定容量的0.4 %左右);建設(shè)周期短;投資小;無旋轉(zhuǎn)部件,運行維護簡便;個別電容器組損壞,不影響整個電容器組運行等優(yōu)點。
缺點
無功補償電容柜的缺點有:無功補償電容柜只能進行有級調(diào)節(jié),不能進行平滑調(diào)節(jié);通風不良,一旦電容器運行溫度高于70 ℃時,易發(fā)生膨脹;電壓特性不好,對短路穩(wěn)定性差,切除后有殘余電荷;無功補償電容柜精度低,易影響補償效果;無功補償電容柜補償電容器的運行管理困難及電容器安全運行的問題未受到重視等。
為提高電壓質(zhì)量減少電費的支出,許多單位安裝了電容補償柜,通過電容器的投切實現(xiàn)對無功功率的補償。通過電容器的投切實現(xiàn)對無功功率的補償。目前的電容補償柜基本是采用功率因數(shù)型無功功率補償控制器。
結(jié)合我廠電容補償柜的多年生產(chǎn)經(jīng)驗和售后服務(wù)的實際情況,就功率因數(shù)型電容補償柜的常見問題及解決方法進行一些探討。
1.相序和極性問題 故障現(xiàn)象:
(1)正常帶感性負載時電容補償柜超前,此時無法自動投電容器,手動投電容器超前程度減少,到一定程度又開始滯后。
(2)控制器的顯示嚴重超前或滯后,有時功率因數(shù)表拒動;滯后時可以自動投電容器,但越補越滯后;超前時無法自動投電容器,手動投時越投越超前。
原因分析:
(1)這種情況可以明顯看出與實際情況相反,不是電流就是電壓取樣極性接反了。
(2)嚴重滯后,越補越滯后,如果調(diào)整電流或電壓的極性,則嚴重超前,且越補越超前。