电力设计 | 电容补偿柜的作用与工作原理

2020-04-28  来自: 山东顺源电力工程有限公司 浏览次数:27

电容补尝柜的作用和工作原理

 

.电容补偿柜之作用:

 

用于补偿发电机无功电流、减轻发电机工作负荷,增加发电机可使用容量,可减少工厂一定的用电量、节省工业电力,提高发供电设备的供电质量和供电能力。

 

.电容柜工作原理

 

用电设备除电阻性负载外,大部分用电设备均属感性用电负载(如日光灯、变压器、马达等用电设备)这些感应负载,使供电电源电压相位发生改变(即电流滞后于电压),因此电压波动大,无功功率增大,浪费大量电能。当功率因数过低时,以致供电电源输出电流过大而出现超负载现象。电容补偿柜内的电脑电容控制系统可解决以上弊端,它可根据用电负荷的变化,而自动设置。电容组数的投入,进行电流补偿,从而减低大量无功电流,使线路电能损耗降到最低程度,提供一个高素质的电力源。


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.电容补偿技术:

 

在工业生产中广泛使用的交流异步电动机,电焊机、电磁铁工频加热器导用点设备都是感性负载。这些感性负载在进行能量转换过程中,使加在其上的电压超前电流一个角度。这个角度的余弦,叫做功率因数,这个电流(既有电阻又有电感的线圈中流过的电流)可分解为与电压相同相位的有功分量和落后于电压90度的无功分量。这个无功分量叫做电感无功电流。与电感无功电流相应的功率叫做电感无功功率。当功率因数很低时,也就是无功功率很大时会有以下危害:

 

 

•增长线路电流使线路损耗增大,浪费电能。

 

•因线路电流增大,可使电压降低影响设备使用。

 

•对变压器而言,无功功率越大,则供电局所收的每度电电费越贵,当功率因数低于0.7时,供电局可拒绝供电。

 

对发电机而言,以 310KW 发电机为例。

310KW 发电机的额定功率为 280KW ,额定电流为 530A ,当负载功率因数 0.6

功率 = 380 x 530 x 1.732 x0.6 = 210KW

从上可看出,在负载为 530A 时,机组的柴油机部分很轻松,而电机以不堪重负,如负荷再增加则需再开一台发电机。加接入电容补偿柜,让功率因数达到 0.96 ,同样 210KW 的负荷。

电流 =210000/ 380x1.732x0.96 =332A

补偿后电流降低了近 200A ,柴油机和电机部分都相当轻松,再增加部分负荷也能承受,不需再加开一台发电机,可节约大量柴油。也让其他机组充分休息。从以上可看出,电容补偿的经济效益可观,是低压配电系统中不可缺少的重要成员。

 

原理:把具有容性负荷的装置与感性负荷并联接在同一电路,当容性负荷释放能量时,感性负荷吸收能量;而感性负荷释放能量时,容性负荷却在吸收能量,能量在两种负荷之间互相交换.这样,感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿,这就是他的补偿原理

 

低压电容补偿柜是在变压器的低压侧运行的,一般它受功率因素控制而自动运行的。因所带负载的种类不同而确定电容的容量及电容组的数量,当供用电系统正常时,由控制器捕捉功率因素来控制投入的电容组的数量。

 

与有功功率的计量相反,无功功率的计量应该是:电压电流完全同相位时(纯电阻负载),无功表示应该是“0”。那么取AC电压与B相电流的道理应该是,它们的向量关系为90度(电角度),对于纯电阻负载,此时计量值为“0”,而如果是非电阻性负载,上述相位差角度就大于或小于90度,此时无功计量表就有数值。

 

电容补偿的作用:

 

补偿无功功率,提高电能质量,降低损耗,同时提供配电运行数据低压电容补偿柜是在变压器的低压侧运行的,一般它受功率因素控制而自动运行的。因所带负载的种类不同而确定电容的容量及电容组的数量,当供用电系统正常时,由控制器捕捉功率因素来控制投入的电容组的数量。

 

1.降低配电线路无功电能的输送,所以可以减少配电线路上的电能损耗。

2.挖掘设备的潜力,提高设备的出力,充分提高设备的利用率(比如变压器)

3.补偿感性无功,提高功率因数,节约电能,减少电费开支

4.提高电压,改善电能质量

 

低压串联电抗器的作用:

当低压电网中有大量整流、变流装置等谐波源时,其产生的高次谐波严重危害主变及其它电器设备的运行。干式铁芯串联电抗器广泛用于低压无功补偿柜中,与电容器串联后,能有效吸收电网谐波,改善系统的电压波形,提高系统功率因数,并能有效抑制合闸涌流及操作过电压,有效保护了电容器的运行。


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性能特点:

■铁芯采用冷轧硅钢片,芯柱由多个气隙分成均匀小段,气隙采用环氧层压玻璃布板作间隔,保证了电抗器气隙在运行过程中不发生变化

■线圈采用H级或C级漆包铜线或铝线绕制,排列紧密且均匀,外表不包绝缘层,具有美感且有较好的散热性能

■电抗器线圈和铁芯组装成一体后经过预烘→真空浸漆→热烘固化这一工艺流程,采用H级浸渍漆,使电抗器线圈和铁芯牢固结合在一起,不但减小了运行时的噪音,而且具有极高的耐热等级,确保电抗器能够在高温恶劣条件下无噪音运行

■电抗器芯柱部分紧固件采用无磁性材料,确保电抗器具有较高的品质因数和较低的温升,以达到较好的滤波效果

■外露部件均采取防腐蚀处理,引出端子采用镀锡铜管端子

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