設(shè)計電容器無功補(bǔ)償裝置應(yīng)特別注意的幾個問題

徐大勇

摘 要：電容器無功補(bǔ)償裝置除了提供給電力系統(tǒng)容性無功外，它的質(zhì)量好壞關(guān)系到電力系統(tǒng)能否長期安全、穩(wěn)定、可靠的運行。因此，電容器無功補(bǔ)償裝置的設(shè)計工作就顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：電容器；無功補(bǔ)償裝置；研究分析

目前，在電力系統(tǒng)用戶和一些用電量大的工礦企業(yè)中，廣泛采用的無功補(bǔ)償裝置仍然是傳統(tǒng)的電容器無功補(bǔ)償裝置，雖然近些年也出現(xiàn)了很多性能較先進(jìn)的各種無功補(bǔ)償裝置，但由于其價格昂貴，維護(hù)維修復(fù)雜，在一定程度上影響了這些新型補(bǔ)償裝置的推廣和應(yīng)用，新型補(bǔ)償裝置還沒有大量替代傳統(tǒng)的電容器補(bǔ)償裝置，電容器補(bǔ)償裝置由于價格低廉，裝置線路簡單，維護(hù)維修方便，性價比較高，所以很受普通用戶歡迎。

電容器補(bǔ)償裝置這種產(chǎn)品雖然應(yīng)用年代較久，但是在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能、主要配套元器件上這些年也有了長足的進(jìn)步，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品使用壽命也同樣有了較大的提高，即便如此，由于電容器行業(yè)生產(chǎn)廠家較多，也有一些電氣廠家不是專業(yè)生產(chǎn)無功補(bǔ)償產(chǎn)品的企業(yè)， 且產(chǎn)品品種較多較雜，出現(xiàn)設(shè)計中因為設(shè)計經(jīng)驗不足，生產(chǎn)出的產(chǎn)品在運行中出現(xiàn)各種問題，造成電容器裝置不同程度的損壞，影響了用戶正常的無功補(bǔ)償，給用戶造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。

根據(jù)筆者多年在電容器無功補(bǔ)償方面的工作實踐，提出一些設(shè)計中需要特別注意的幾個問題：

1 電容器額定電壓的選擇

電容器的額定標(biāo)稱電壓值的高低對于電容器安全可靠的運行是一個非常重要的參數(shù)，這是由電容器的自身結(jié)構(gòu)特點決定的。對于國內(nèi)偏遠(yuǎn)地區(qū)的用電企業(yè)，尤其是采用了沒有并入國家電網(wǎng)的小電網(wǎng)供電的用電企業(yè)，建議在電容器設(shè)計選型時，充分考慮電網(wǎng)電壓的波動情況，并應(yīng)適當(dāng)考慮電網(wǎng)中諧波因素對電容器安全運行的影響。

對于電網(wǎng)系統(tǒng)電壓波動大的用電企業(yè)，在設(shè)計電容器裝置時，電容器額定電壓的選擇不應(yīng)局限于設(shè)計規(guī)范所規(guī)定的電壓標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)值基礎(chǔ)上再根據(jù)電網(wǎng)電壓波動情況適當(dāng)提高單臺電容器的額定電壓，避免電網(wǎng)系統(tǒng)輕載時的電壓升高，造成電容器長時間過壓運行，造成早期損壞。

由于電容器額定電壓的提高，使補(bǔ)償容量略有一點降低，但能保障電容器裝置保障長期、安全、穩(wěn)定、可靠的運行，在這一點上還是利大于弊的。

2 電容器投切開關(guān)的選擇

筆者在實際工作中，也多次發(fā)現(xiàn)過裝置采用的高壓斷路器或高壓真空接觸器由于產(chǎn)品型號老舊，或個別開關(guān)出廠時調(diào)整不是在開關(guān)性能最佳狀態(tài)，開關(guān)重?fù)舸┞势邔?dǎo)致電容器組故障，開關(guān)投切時電容器回路產(chǎn)生嚴(yán)重的過電壓，造成高壓熔斷器的大量熔斷和電容器的過電壓損壞，尤其是電容器裝置采用自動投切方式時，由于投切頻繁，情況更為嚴(yán)重。

當(dāng)電容器裝置的投切開關(guān)選用斷路器時，應(yīng)選用真空開關(guān)序號大于12的真空斷路器，同時，所選用的真空斷路器一定要經(jīng)過老煉處理。

對于35kv及66kv以上系統(tǒng)，投切開關(guān)應(yīng)盡量選用六氟化硫斷路器，避免開關(guān)重?fù)舸┞势邔?dǎo)致回路產(chǎn)生高電壓，造成電容器的損壞；對于投切小容量電容器的真空接觸器也要選用較新型號的產(chǎn)品和有實力的正規(guī)廠家產(chǎn)品。

3 電容器種類的選擇

電力電容器分為油浸式電容器和干式自愈式電容器。

高壓油浸式電容器是常規(guī)老產(chǎn)品，這些年產(chǎn)品由于絕緣材料和生產(chǎn)工藝的提高和改進(jìn)，產(chǎn)品質(zhì)量有較大提高。

高壓干式自愈式電容器是近20年內(nèi)開發(fā)出的產(chǎn)品，他最大的特點是其自愈式性能和產(chǎn)品的無油特性。

對負(fù)載變化較快且投切頻繁的高壓電容器裝置，即系統(tǒng)電壓在6kv及以上時，在設(shè)計選型時，建議單臺電容器選擇BAM或BFM型油浸式電容器，不建議選用干式電容器，高壓干式自愈式電容器經(jīng)過筆者實際應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品過載能力、本身散熱及使用壽命方面都還有一些先天不足，不適合應(yīng)用在采用高壓開關(guān)進(jìn)行自動投切及負(fù)荷變化頻繁的場合。

4 電容器裝置的散熱

保障電容器通風(fēng)散熱良好是減少故障的重要因素，筆者在現(xiàn)場曾經(jīng)看到個別生產(chǎn)廠家的低壓電容器補(bǔ)償裝置，由于設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理，電容器補(bǔ)償裝置套用類似于低壓抽屜式開關(guān)柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，把發(fā)熱嚴(yán)重的電容器和電抗器都放置在封閉的大抽屜內(nèi)，導(dǎo)致熱量散發(fā)不出去，運行不久就出現(xiàn)電容器漏油、鼓包、放炮的嚴(yán)重故障，因此電容器在設(shè)計時不應(yīng)放置在封閉的安裝間隔內(nèi)，應(yīng)重視電器元件的發(fā)熱問題，在裝置結(jié)構(gòu)布局上要留有一定的散熱空間。

現(xiàn)場中還發(fā)現(xiàn)，有少數(shù)用戶擔(dān)心上層電容器漏油滴到下層電容器上，在層間增加了隔板，四周用鋼板圍護(hù)，并認(rèn)為這樣做還可防止電容器爆裂時損壞相鄰層的電容器。

上述做法均嚴(yán)重影響電容器的通風(fēng)散熱，增加溫升，進(jìn)而導(dǎo)致故障發(fā)生，設(shè)計時應(yīng)予以避免。對散熱量大的電容器裝置，如低壓電容器裝置，更要考慮加強(qiáng)散熱能力，柜體的散熱孔一定不能設(shè)計太小太細(xì)，為了滿足裝置外殼防護(hù)等級的要求，門板散熱孔背面可以加裝金屬網(wǎng)，散熱孔的數(shù)量要足夠多，并加裝合適風(fēng)量的排風(fēng)扇。

5 高壓熔斷器的選擇

對于單臺電容器的過流保護(hù)一般選用外熔斷器或電容器內(nèi)部配置內(nèi)熔絲，用外熔斷器的應(yīng)用比較廣泛。外熔斷器現(xiàn)在一般都采用電容器保護(hù)專用熔斷器，即高壓噴逐式熔斷器，這也是電容器行業(yè)要求采用的結(jié)構(gòu)形式，這種熔斷器分兩種結(jié)構(gòu)：外繃簧式和防擺式。

外繃簧式噴逐式熔斷器是一種較常用的保護(hù)器件。

防擺式一般適用于柜內(nèi)安全距離不足的情況下采用。

當(dāng)防擺式高壓熔斷器額定電流較大時，由于熔斷器導(dǎo)線較粗，故障時已儲能的彈簧不易迅速將殘余尾線拉入防擺管內(nèi)，故額定電流大的熔斷器，例如：單臺電容器額定電流大于50A（即用于10kv系統(tǒng)的334kvar以上容量的電容器、用于6kv系統(tǒng)的200kvar以上容量的單臺電容器）的熔斷器不宜采用防擺式結(jié)構(gòu)，此種情況下，設(shè)計時應(yīng)考慮加大柜體尺寸，當(dāng)裝置尺寸加大不滿足現(xiàn)場條件時，應(yīng)采用增加絕緣隔板的方法來解決安全距離不足的問題。

6 電動機(jī)就地補(bǔ)償

對于電動機(jī)就地補(bǔ)償用的電容器裝置（一對一補(bǔ)償），過去的老產(chǎn)品都不加高壓投切開關(guān)，現(xiàn)在也有一些產(chǎn)品增加了高壓投切開關(guān)，建議此類補(bǔ)償裝置全部增加高壓投切開關(guān)（高壓真空接觸器或高壓真空斷路器），這樣電容器裝置的運行方式比較靈活，增加投資又不算大，在電容器裝置維護(hù)、保養(yǎng)、檢修時也不影響高壓電機(jī)的正常運行，一旦發(fā)生電容器故障也能夠自動脫離電網(wǎng)，從而保證產(chǎn)品生產(chǎn)線的連續(xù)運行生產(chǎn)，減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。

7 電抗器的接線方式

當(dāng)高壓串聯(lián)電抗器采用干式空心電抗器時，電抗器最好放置在電容器組的電源側(cè)；當(dāng)串聯(lián)電抗器采用干式鐵芯電抗器時，最好放置在電容器組的中性點側(cè)；如果鐵芯電抗器放置在電源側(cè)，一定要選用加強(qiáng)型，保障電抗器在電容器發(fā)生故障時，電抗器的動熱穩(wěn)定性滿足要求，減少電抗器的損壞和避免事故擴(kuò)大。

設(shè)計時注意以上問題，就能避免很多電容器設(shè)備運行后出現(xiàn)的各種問題。

參考文獻(xiàn)

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