第八章電力電容器

第八章電力電容器一工廠的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償二電力電容器補(bǔ)償原理與計(jì)算三電力電容器安裝與接線四電容器安全運(yùn)行一工廠的功率因數(shù)及無功補(bǔ)償1.電路的功率因數(shù)功率因數(shù)是用電設(shè)備的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。電路的功率因數(shù)由負(fù)載中包含的電阻與電抗的相對(duì)大小決定。純電阻負(fù)載cosφ＝1；純電抗負(fù)載cosφ＝0；一般負(fù)載的cosφ在0～1之間，而且多為感性負(fù)載。例如常用的交流電動(dòng)機(jī)便是一個(gè)感性負(fù)載，滿載時(shí)功率因數(shù)為0.7～0.9，而空載或輕載時(shí)功率因數(shù)較低。

功率因數(shù)過低，會(huì)使供電設(shè)備的利用率降低，輸電線路上的功率損失與電壓損失增加。下面通過實(shí)例來說明這個(gè)問。例1某供電變壓器額定電壓Ue=220V，額定電流Ie=100A，視在功率S=22kV·A?，F(xiàn)變壓器對(duì)一批功率為P=4kWcosφ=0.6的電動(dòng)機(jī)供電，問變壓器能對(duì)幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電？若cosφ提高到0.9，問變壓器又能對(duì)幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電？解當(dāng)cosφ=0.6時(shí)，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)取用的電流為可供電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)為Ie/I=100/30≈3.3，即可給3臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電。若cosφ=0.9，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)取用的電流為則可供電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)為Ie/I′=100/20=5臺(tái)。可見,當(dāng)功率因數(shù)提高后，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)取用的電流變小，變壓器可供電的電機(jī)臺(tái)數(shù)增加，使變壓器的容量得到充分的利用。例2某廠供電變壓器至發(fā)電廠之間輸電線的電阻是5Ω，發(fā)電廠以10kV的電壓輸送500kW的功率。當(dāng)cosφ=0.6時(shí)，問輸電線上的功率損失是多大？若將功率因數(shù)提高到0.9,每年可節(jié)約多少電？輸電線上的功率損失為當(dāng)cosφ=0.9時(shí)，輸電線上的電流為輸電線上的功率損失為一年共有365×24=8760小時(shí)，當(dāng)cosφ從0.6提高到0.9后，節(jié)約的電能為W＝(P損－P′損)×8760＝(34.5-15.5)×8760≈166440kW·h即每年可節(jié)約用電16.6萬度。從以上兩例可見，提高功率因數(shù)，可以充分利用供電設(shè)備的容量，而且可以減少輸電線路上的損失。2．提高功率因數(shù)的方法

方法：提高自然功率因數(shù)（指用電設(shè)備和工廠在沒有安裝人工補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)）的方法和人工補(bǔ)償無功功率提高功率因數(shù)的方法；人工補(bǔ)償無功功率提高功率因數(shù)的方法通常是安裝移相電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償。注意：我國(guó)有關(guān)規(guī)程規(guī)定，高壓供電的工廠，最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9，其它工廠不得低于0.85。當(dāng)功率因數(shù)低于0.7時(shí)，電業(yè)局不予供電。1.無功補(bǔ)償原理提高功率因數(shù)最方便的方法是并聯(lián)移相電容器，產(chǎn)生電容電流抵消感性電流，將不做功的所謂無功電流減小到一定范圍以內(nèi)。補(bǔ)償前線路上的感性無功電流為IL0、總電流為I0；并聯(lián)電容器后，產(chǎn)生一個(gè)電容電流IC抵消部分感性電流，使得線路上的感性無功電流減小為IL、線路上的總電流減小為I。二電力電容器補(bǔ)償原理與計(jì)算2．補(bǔ)償容量的計(jì)算

利用公式計(jì)算：式中：――補(bǔ)償前的功率因數(shù)角；

――補(bǔ)償后的功率因數(shù)角；

三電力電容器安裝與接線1.電容器的安裝要求環(huán)境溫度要求；建筑要求；防爆要求；分層安裝要求；外殼安裝要求；放電裝置要求；放電電阻要求。2.電容器的接線要求三相電容器內(nèi)部為三角形接線；單相電容器應(yīng)根據(jù)其額定電壓和線路的額定電壓確定接線方式：即電容器額定電壓與線路電壓相符時(shí)采用三角形接線；電容器額定電壓與線路相電壓相符時(shí)采用星形接線。

低壓無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置四電容器安全運(yùn)行1.電容器的運(yùn)行參數(shù)要求運(yùn)行中的電容器電流不應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間超過額定電流的1.3倍；電壓不應(yīng)超過額定電壓的1.1倍；使用環(huán)境溫度不應(yīng)超過規(guī)定值（＋40℃～－40℃）；其外殼溫度不得超過廠家的規(guī)定值（60℃或65℃）；2.電容器的投入或退出要求正常情況下，根據(jù)線路上功率因數(shù)的高低和電壓的高低投入或退出并聯(lián)電容器；當(dāng)功率因數(shù)低于0.9、電壓偏低時(shí)應(yīng)投入電容器組；當(dāng)功率因數(shù)趨近于1且有超前趨勢(shì)、電壓偏高時(shí)應(yīng)退出電容器組。當(dāng)運(yùn)行參數(shù)異常，超出電容器的工作條件時(shí)，應(yīng)退出電容器組；若電容器三相電流明顯不平衡時(shí)，也應(yīng)退出運(yùn)行，進(jìn)行檢查。發(fā)生下列故障情況之一時(shí)，電容器組應(yīng)緊急推出運(yùn)行：①連接點(diǎn)嚴(yán)重過熱甚至熔化；②瓷套管嚴(yán)重閃絡(luò)放電；③電容器外殼嚴(yán)重膨脹變形；④電容器或其放電裝置發(fā)出嚴(yán)重異常聲響；⑤電容器爆破；⑥電容器起火、冒煙。3.電容器的操作要求

（1）正常全站停電操作時(shí)，先拉開電容器開關(guān)，后拉開各路出線開關(guān)；恢復(fù)送電時(shí)，先合上各路出線開關(guān)，后合上電容器進(jìn)線的開關(guān)。（2）全站事故停電后，應(yīng)拉開電容器的開關(guān)。（3）電容器斷路器跳閘后不得強(qiáng)送電；熔絲熔斷后，查明原因之前，不得更換熔絲送電。（4）不論是高壓電容器還是低壓電容器，都不允許在其帶有殘余電荷時(shí)合閘。否則可能產(chǎn)生很大沖擊電流。電容器重新合閘前，至少應(yīng)放電3分鐘。（5）電容器斷開電源后，工作人員接近之前，必須進(jìn)行人工放電。

低壓電容器組總?cè)萘坎怀^100kvar時(shí)，可用接觸器、刀開關(guān)、熔斷器保護(hù)和控制；總?cè)萘?00以上時(shí)，采用低壓斷路器保護(hù)和控制。5.電容器故障判斷及處理

故障：滲漏油；外殼膨脹；溫度過高；套管閃絡(luò)放電；異常聲響；電容器爆破；熔絲