高压并联电容补偿成套装置的应用及选择

渭南市东雷抽黄工程管理中心路井管理总站 陕西 合阳 715300

电容补偿装置可以有效地提高电网功率因数,节约电能,提高供电质量,使电力系统能够稳定、安全、经济的运行。在高低压配电设备的更新改造中,通过在高低压配电母线上加装无功补偿装置系统,能使配电网供电能力和客户端电压质量明显改善、供电可靠性显著提高。现在,供电部门对电网的功率因数都有相应的考核,所以,在用户端的配电设备设计中应根据具体电网的要求确定无功补偿的方式和容量。现在,一般用户的配电工程的无功功率补偿装置多用并联电容器装置,这种电容器可以实现补偿容量的多种组合,而且可以根据用户负荷的实际容量进行多组自动投切。而高压并联电容器装置则是由电容器和相应的电气一次及二次配套设备组成,并联连接于标称电压1k V以上的交流三相电力系统中,能完成独力投运的一套设备,它属于高压集中补偿的一种方式,一般装于降压变电站的6～10k V母线侧,可以实现对变电站电压和无功的综合控制,以下从几个方面分别介绍其应用场合及选择。

1 高压并联电容补偿成套装置的主要应用场合及特点

高压电容补偿成套装置可广泛应用于化工、石油、冶金、煤碳、水利等系统,适用于负荷较集中、离配电母线较近、补偿容量较大的场所,用户本身又有一定的高压负荷时,可减少对电力系统无功的消耗并起到一定的补偿作用,其特点是易于实现自动投切,可合理地提高用户的功率因数,利用率高,投资较少,便于维护,调节方便可避免过补,改善电压质量。如我所在的大型抽水灌溉系统,其泵站负荷多为10k V异步电动机,其功率因数多在0.85以下,所以按照电网的要求,需要进行无功补偿,根据《泵站设计规范》的规定:电容补偿宜采用静电电容器的方式,并应进行分组,根据需要可以及时投入或退出运行,电容补偿装置宜选用成套电容器柜,并应装设专用的控制、保护和放电设备。根据上点,可选择6～10k V多组自动投切无功补偿装置进行该泵站的无功补偿,从而达到有载调容的目的,提高了系统的功率因数,降低了变压器及线路的损耗,提高了供电电压质量。

高压并联电容器成套装置是将多组单个的高压电容器并联在一起使用的电容补偿装置,除过并联电容器以外,它还包括串联电抗器、放电线圈、避雷器、接地开关、带电显示装置、联接导线、柜体、安装框架等设备,根据用户的需求,还可以将用于电容器自动投切的真空接触器和自动投切控制器加入进去,其中各主要部件的作用如下:

(1)电容器是并联补偿装置的主要部件,产生容性无功电流,可以改善交流电力系统的功率因数,降低线路损耗,增大变压器的有功输出;

(2)串联电抗器与电容器组串联,可以抑制投切涌流和谐波的放大;

(3)放电线圈直接与电容器并联使用,其作用是在电容器从电网断开后,在很短的时间内将电容器端子间的电压降低;

(4)氧化锌避雷器的作用主要是用来限制电容器投切过程中的操作过电压;

(5)接地开关的主要作用是在停电检修时将电容器的端子接地,保证检修人员的安全;

(6)真空接触器的作用是实现电容容量的有载调节与自动调节;

(7)控制器的作用是可根据线路的运行参数(线路的无功功率、电压)来自动控制分档电容器开关的投切。

2 高压电容补偿成套装置具体参数和配置的选择

高压并联电容器装置根据其使用场合不同主要分为以下几类:

(1)6～10k V柜式高压并联电容器装置:这是一种与开关柜的有关标准相配套的产品,产品以“交钥匙”为目标进行设计制造、安装投运,这种装置的补偿容量一般比较固定,适用于用电负荷比较固定的小型变电站及企业用户的变电站;

(2)组架式高压并联电容器装置:组架式高压并联电容器装置主要用于110k V及以上的变电站,多用于户外安装,其安装构架是由各种型材经加工而成的,它是采用10k V电容器先并后串组成的,一般容量比较大;

(3)杆上高压无功自动补偿装置:本装装置用于10k V线路,杆上安装,一般是将所有部件组装在一个户外杆上使用的箱壳内,而且可以根据网路电压及无功功率的运行参数实时自动完成电容器的投切,可直接应用于户外;

以下以TBBZ10系列户内安装多组自动投切无功补偿装置为例,说明此类无功补偿装置的主要技术参数及主要配置的选择:

(1)并联电容器的选择:主要有固体介质及液体介质的选择、额定电压的选择、额定容量的选择和安装环境的选择等,以上几点的选择可根据实际的应用场合进行合理选择。

(2)串联电抗器的选择:主要有电抗器额定容量、额定电压、额定电抗率、结构形式等参数,可根据并联电容器的选择容量以及现场使用条件等进行选择。

(3)放电线圈的选择:其主要参数有放电容量、额定一次端电压、结构形式等。

(4)熔断器的选择:电容器熔断器的选择主要有外熔丝和内熔丝的选择,它的主要参数有额定电压、额定电流、开断性能等。在选择时应选择电容器专用的熔断器。

(5)避雷器的选择:并联电容器装置避雷器的选择应采用无间隙金属氧化物避雷器,避雷器的主要参数有标称放电电流、使用场合、额定电压等,一般选用电容器组专用(R型)的金属氧化锌避雷器就可以了。

(6)其它部件的选择:电容柜的其它部件还有隔离开关、真空接触器(断路器)、电流互感器、带电显示装置等以及一些二次设备,在选择中应与上面的主要设备相配合,从而保证电容补偿柜能够正常的工作。

3 结语

通过以上的介绍,把高压并联电容补偿成套装置的主要应用场合及特点进行了说明,并介绍了其内部主要元件的组成以及特点和作用,其次主要介绍了6～10k V并联电容补偿成套装置的选择和多组自动投切无功补偿装置内部元件主要参数的选择,为新建和改造的变电站选择电容补偿装置提供了参考。