電力電容器的作用
作者:本站 發(fā)布時(shí)間:2017-08-08 11:35:27 瀏覽:5336
一、高壓電容柜中避雷器的作用
(1)電源供給負(fù)載的電流中含有:
①有功電流。
②無(wú)功電流(分感性無(wú)功和容性無(wú)功)
(2)都要流過(guò)二者之間的導(dǎo)線(xiàn),并有一點(diǎn)損耗(被導(dǎo)線(xiàn)損耗掉的)有功電流,不斷的被負(fù)載消耗掉,用于做功,比如機(jī)械裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)等其他能量形式。無(wú)功電流,不斷的與電源交換能量,用于為有功的能量轉(zhuǎn)換建立必要的磁場(chǎng),但是建立的磁場(chǎng)所需只是和電源交換,理論上并沒(méi)有消耗。現(xiàn)在通過(guò)電容器補(bǔ)償,感性負(fù)載就可以和電容器相互交換這個(gè)能量了。就不用再向電源額外的索取了。這樣導(dǎo)線(xiàn)上的電流就減少了,損耗減少了,導(dǎo)線(xiàn)所占的壓降也減小了,電網(wǎng)末端的電壓升高了,電源的負(fù)擔(dān)也就減少了,有能力做其他需要做的事情了,相當(dāng)于電源出力增加了,整體上看電容器和感性負(fù)載,等效為一個(gè)功率因數(shù)很高的負(fù)載。
二、電力電容器的作用及允許運(yùn)行方式
電力電容器分為串聯(lián)電容器和并聯(lián)電容器,它們都改善電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量和提高輸電線(xiàn)路的輸電能力,是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備。
(1)串聯(lián)電容器的作用:
①串聯(lián)電容器串接在線(xiàn)路中,其作用如下:
提高線(xiàn)路末端電壓。串接在線(xiàn)路中的電容器,利用其容抗xc補(bǔ)償線(xiàn)路的感抗xl,使線(xiàn)路的電壓降落減少,從而提高線(xiàn)路末端(受電端)的電壓,一般可將線(xiàn)路末端電壓最大可提高10%~20%。
②降低受電端電壓波動(dòng)。當(dāng)線(xiàn)路受電端接有變化很大的沖擊負(fù)荷(如電弧爐、電焊機(jī)、電氣軌道等)時(shí),串聯(lián)電容器能消除電壓的劇烈波動(dòng)。這是因?yàn)榇?lián)電容器在線(xiàn)路中對(duì)電壓降落的補(bǔ)償作用是隨通過(guò)電容器的負(fù)荷而變化的,具有隨負(fù)荷的變化而瞬時(shí)調(diào)節(jié)的性能,能自動(dòng)維持負(fù)荷端(受電端)的電壓值。
③提高線(xiàn)路輸電能力。由于線(xiàn)路串入了電容器的補(bǔ)償電抗xc,線(xiàn)路的電壓降落和功率損耗減少,相應(yīng)地提高了線(xiàn)路的輸送容量。
④改善了系統(tǒng)潮流分布。在閉合網(wǎng)絡(luò)中的某些線(xiàn)路上串接一些電容器,部分地改變了線(xiàn)路電抗,使電流按指定的線(xiàn)路流動(dòng),以達(dá)到功率經(jīng)濟(jì)分布的目的。
⑤提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。線(xiàn)路串入電容器后,提高了線(xiàn)路的輸電能力,這本身就提高了系統(tǒng)的靜穩(wěn)定。當(dāng)線(xiàn)路故障被部分切除時(shí)(如雙回路被切除一回、但回路單相接地切除一相),系統(tǒng)等效電抗急劇增加,此時(shí),將串聯(lián)電容器進(jìn)行強(qiáng)行補(bǔ)償,即短時(shí)強(qiáng)行改變電容器串、并聯(lián)數(shù)量,臨時(shí)增加容抗xc,使系統(tǒng)總的等效電抗減少,提高了輸送的極限功率(Pmax=U1U2/xl-xc),從而提高系統(tǒng)的動(dòng)穩(wěn)定。
(2)并聯(lián)電容器的作用:
①并聯(lián)電容器并聯(lián)在系統(tǒng)的母線(xiàn)上,類(lèi)似于系統(tǒng)母線(xiàn)上的一個(gè)容性負(fù)荷,它吸收系統(tǒng)的容性無(wú)功功率,這就相當(dāng)于并聯(lián)電容器向系統(tǒng)發(fā)出感性無(wú)功。因此,并聯(lián)電容器能向系統(tǒng)提供感性無(wú)功功率,系統(tǒng)運(yùn)行的功率因數(shù),提高受電端母線(xiàn)的電壓水平,同時(shí),它減少了線(xiàn)路上感性無(wú)功的輸送,減少了電壓和功率損耗,因而提高了線(xiàn)路的輸電能力。
(3)電容器補(bǔ)償裝置的允許運(yùn)行方式:
電容器的正常運(yùn)行狀態(tài)是指在額定條件下,在額定參數(shù)允許的范圍內(nèi),電容器能連續(xù)運(yùn)行,且無(wú)任何異常現(xiàn)象。
①電容器補(bǔ)償裝置運(yùn)行的基本要求
a、三相電容器各相的容量應(yīng)相等;
b、電容器應(yīng)在額定電壓和額定電流下運(yùn)行,其變化應(yīng)在允許范圍內(nèi);
c、電容器室內(nèi)應(yīng)保持通風(fēng)良好,運(yùn)行溫度不超過(guò)允許值;
d、電容器不可帶殘留電荷合閘,如在運(yùn)行中發(fā)生掉閘,拉閘或合閘一次未成,必須經(jīng)過(guò)充分放電后,方可合閘;對(duì)有放電電壓互感器的電容器,可在斷開(kāi)5min后進(jìn)行合閘。運(yùn)行中投切電容器組的間隔時(shí)間為15min。
(3)允許運(yùn)行方式
①允許運(yùn)行電壓
并聯(lián)電容器裝置應(yīng)在額定電壓下運(yùn)行,一般不宜超過(guò)額定電壓的1.05倍,最高運(yùn)行電壓不用超過(guò)額定電壓的1.1倍。母線(xiàn)超過(guò)1.1倍額定電壓時(shí),電容器應(yīng)停用。
②允許運(yùn)行電流
正常運(yùn)行時(shí),電容器應(yīng)在額定電流下運(yùn)行,最大運(yùn)行電流不得超過(guò)額定電流的1.3倍,三相電流差不超過(guò)5%。
③允許運(yùn)行溫度
正常運(yùn)行時(shí),其周?chē)~定環(huán)境溫度為+40℃~-25℃,電容器的外殼溫度應(yīng)不超過(guò)55℃。
三、功率因數(shù)
電力系統(tǒng)中,電動(dòng)機(jī)及其它帶有線(xiàn)圈(繞組)的設(shè)備很多。這類(lèi)設(shè)備除了從電源取得一部分電功率作有功用外,還將耗用一部分電功率用來(lái)建立線(xiàn)圈磁場(chǎng)。這就額外地加在了電源的負(fù)坦,功率因數(shù)cosΦ(也稱(chēng)力率)就是反映總電功率中有功功率所占的比例大小。
功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個(gè)系數(shù),它是交流電路中有功功率和視在功率的比值:
功率因數(shù)=有功功率/視在功率
功率因數(shù)低,說(shuō)明電路中用于交變磁場(chǎng)吞吐轉(zhuǎn)換的無(wú)功功率大,從而降低了設(shè)備的利用率,增加線(xiàn)路供電損失。因此,供電部門(mén)對(duì)用戶(hù)的功率因數(shù)有著一定的標(biāo)準(zhǔn)要求。提高功率因時(shí)常用的方法就是在電感性電器兩端并聯(lián)靜電電容器,這樣將電感性電器所需的無(wú)功功率,大部分轉(zhuǎn)交由電容器共給,把交變磁場(chǎng)與電源的吞吐轉(zhuǎn)為磁場(chǎng)與電容電場(chǎng)之間的吞吐,從而使發(fā)電機(jī)電源能量得到充分利用,所以說(shuō)提高功率因數(shù)具有很大經(jīng)濟(jì)意義。
四、高壓電容器的主要作用
1、在輸電線(xiàn)路中,利用高壓電容器可以組成串補(bǔ)站,提高輸電線(xiàn)路的輸送能力;
2、在大型變電站中,利用高壓電容器可以組成SVC,提高電能質(zhì)量;
3、在配電線(xiàn)路末端,利用高壓電容器可以提高線(xiàn)路末端的功率因數(shù),保障線(xiàn)路末端的電壓質(zhì)量;
4、在變電站的中、低壓各段母線(xiàn),均會(huì)裝有高壓電容器,以補(bǔ)償負(fù)荷消耗的無(wú)功,提高母線(xiàn)側(cè)的功率因數(shù);
5、在有非線(xiàn)性負(fù)荷的負(fù)荷終端站,也會(huì)裝設(shè)高壓電容器,作為濾波之用。
五、如何提高功率因數(shù)
由于線(xiàn)路上用電設(shè)備大都為感性負(fù)載,例如電動(dòng)機(jī)\電焊機(jī)\電磁抱閘線(xiàn)圈,日光燈鎮(zhèn)流器等等,這些感性負(fù)載都從電網(wǎng)吸取感性電流,致使總電流I比電壓滯后的角度很大,無(wú)功功率很高所以功率因數(shù)cos很低,有功功率與電網(wǎng)視在功率的比值稱(chēng)為電網(wǎng)的功率因數(shù)。
功率因數(shù)低會(huì)造成很多不良的后果,1.降低電源的利用率.2.造成較大的線(xiàn)路壓降和功率損耗。
提高功率因數(shù)的方法一般有:①改進(jìn)用電設(shè)備自身的功率因數(shù),避免空載或輕載下設(shè)備運(yùn)行。②并聯(lián)電容器,提高功率因數(shù)。
六、電壓互感器接線(xiàn)中性點(diǎn)加裝消諧器問(wèn)題探討
在討論電壓互感器一次繞組中性點(diǎn)加裝消諧器的問(wèn)題之前,我們不妨先探討一下電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式。在三相交流電力系統(tǒng)中,作為供電電源的發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn),有三種運(yùn)行方式:一種是電源中性點(diǎn)不接地;一種是電源中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地;一種是電源中性點(diǎn)直接接地。前兩種合稱(chēng)為中性點(diǎn)非有效接地,或小電流接地系統(tǒng),后一種中性點(diǎn)直接接地稱(chēng)為中性點(diǎn)有效接地,或大電流接地。
(1)電源中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)(3-63kV系統(tǒng)大多數(shù)采用電源中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式)。電源中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí),如C相單相接地,那么完好的A、B兩相對(duì)地電壓都由原來(lái)的相電壓升高到線(xiàn)電壓,即升高為原對(duì)地電壓的倍,C相接地的電容電流為正常運(yùn)行時(shí)每相對(duì)地電容電流的3倍。當(dāng)發(fā)生一相接地時(shí),三相用電設(shè)備的正常工作未受到影響,因?yàn)榫€(xiàn)路的線(xiàn)電壓無(wú)論相位和量值均未發(fā)生變化,因此三相用電設(shè)備仍然照常運(yùn)行。但電力部門(mén)只允許運(yùn)行2小時(shí),因?yàn)橐坏┝硪幌嘤职l(fā)生接地故障時(shí),就形成兩相接地短路,產(chǎn)生很大的短路電流,可能損壞線(xiàn)路設(shè)備。
(2)電源中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的電力系統(tǒng)。在中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)中,有一種情況比較危險(xiǎn),即在一相接地時(shí),如果接地電流較大,將出現(xiàn)斷續(xù)電弧,這可使線(xiàn)路發(fā)生電壓諧振現(xiàn)象,在線(xiàn)路上形成一個(gè)R-L-C的串聯(lián)諧振電路,從而使線(xiàn)路上出現(xiàn)危險(xiǎn)的過(guò)電壓(可達(dá)相電壓的2.5-3倍),導(dǎo)致線(xiàn)路上絕緣薄弱地點(diǎn)的絕緣擊穿。為防止一相接地時(shí)接地點(diǎn)出現(xiàn)斷續(xù)電弧,引起過(guò)電壓,規(guī)程規(guī)定,在單相接地電容電流大于一定值的電力系統(tǒng)中(3-10kV電網(wǎng)中接地電容電流大于30A),電源中性點(diǎn)必須采用經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的運(yùn)行方式。經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng),發(fā)生一相接地故障時(shí)暫時(shí)允許運(yùn)行2小時(shí),在一相接地時(shí),其它兩相對(duì)地電壓要升高到線(xiàn)電壓,即升高為原對(duì)地電壓的倍。
(3)電源中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng),此系統(tǒng)一般適用于110kV及以上高壓系統(tǒng),在此暫不討論。
轉(zhuǎn)載:互聯(lián)網(wǎng)