設(shè)計電容器無功補償裝置應(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，廣泛采用的無功補償裝置仍然是傳統(tǒng)的電容器無功補償裝置，雖然近些年也出現(xiàn)了很多性能較先進的各種無功補償裝置，但由于其價格昂貴，維護維修復(fù)雜，在一定程度上影響了這些新型補償裝置的推廣和應(yīng)用，新型補償裝置還沒有大量替代傳統(tǒng)的電容器補償裝置，電容器補償裝置由于價格低廉，裝置線路簡單，維護維修方便，性價比較高，所以很受普通用戶歡迎。

電容器補償裝置這種產(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償，給用戶造成了一定的經(jīng)濟損失。

根據(jù)筆者多年在電容器無功補償方面的工作實踐，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)定的電壓標準值，應(yīng)在標準值基礎(chǔ)上再根據(jù)電網(wǎng)電壓波動情況適當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)重擊穿率偏高導(dǎo)致電容器組故障，開關(guān)投切時電容器回路產(chǎn)生嚴重的過電壓，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，情況更為嚴重。

當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)重擊穿率偏高導(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，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)進行自動投切及負荷變化頻繁的場合。

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償裝置，由于設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理，電容器補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，并認為這樣做還可防止電容器爆裂時損壞相鄰層的電容器。

上述做法均嚴重影響電容器的通風(fēng)散熱，增加溫升，進而導(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，更要考慮加強散熱能力，柜體的散熱孔一定不能設(shè)計太小太細，為了滿足裝置外殼防護等級的要求，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 電動機就地補償

對于電動機就地補償用的電容器裝置（一對一補償），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、保養(yǎng)、檢修時也不影響高壓電機的正常運行，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)濟損失。

7 電抗器的接線方式

當高壓串聯(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

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