在水泥廠常用的無功功率補(bǔ)償方法有:變電站補(bǔ)償、隨機(jī)補(bǔ)償和隨器補(bǔ)償?shù)取?br /> (1）變電站補(bǔ)償:補(bǔ)償裝置一般集中接在變電站10kv母線上，因此具有管理容易、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是這種補(bǔ)償方式對10k配電網(wǎng)的降損不起作用。
(2）隨機(jī)補(bǔ)償:將電容器組與電動機(jī)并接，通過控制、保護(hù)裝置與電動機(jī)同時(shí)投切的一種無功補(bǔ)償方式。隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無功補(bǔ)償裝置投入﹔用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償裝置退出。更具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡單、事故率低的特點(diǎn)。適用于補(bǔ)償電動機(jī)的無功消耗，以補(bǔ)勵(lì)磁無功為主，可較好的限制配電網(wǎng)無功峰荷。年運(yùn)行小時(shí)數(shù)在1000H以上的電動機(jī)采用隨機(jī)補(bǔ)償較其他補(bǔ)償方式更經(jīng)濟(jì)。
(3）隨器補(bǔ)償:將低壓電容器通過低壓熔斷器接在配電變壓器二次側(cè)，以補(bǔ)償配電變壓器空載無功的補(bǔ)償方式。隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是接線簡單，維護(hù)管理方便，能有效地補(bǔ)償配電變壓器空載無功，使該部分無功就地平衡，從而提高配電變壓器利用率，降低無功網(wǎng)損，是目前無功補(bǔ)償有效的手段之一。缺點(diǎn)是由于配電變壓器的數(shù)量多、安裝地點(diǎn)分散,因此補(bǔ)償工作的投資比較大，運(yùn)行維護(hù)工作量大。
一、應(yīng)用說明
對于遠(yuǎn)離配電中心、功率又比較大的低壓電動機(jī)采用無功功率就地補(bǔ)償，就是把電動機(jī)所需要的無功電流局限在電動機(jī)設(shè)備的終端，實(shí)現(xiàn)無功功率就地平衡，使得整個(gè)變配電網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)都比較高，有效地減少輸配電線路的無功損耗。
同時(shí)，低壓電動機(jī)采用無功就地補(bǔ)償裝置，還有利于降低電動機(jī)起動電流，延長電動機(jī)與控制設(shè)備的使用年限。低壓電動機(jī)起動頻繁或經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的場合，不宜采用就地補(bǔ)償。
電容器對電壓變化十分敏感，長時(shí)間過電壓會使電容器嚴(yán)重發(fā)熱，電容器的絕緣會加速老化，使用年限縮短，甚至發(fā)生電擊穿或熱擊穿﹔電網(wǎng)電壓一般應(yīng)低于電容器本身的額定電壓，長期工頻穩(wěn)態(tài)過電壓不得超過1.1倍額定電壓。因此，并聯(lián)電容器裝置必須能在1.05倍額定電壓下長期運(yùn)行，并在一晝夜中，在最高不超過1.1倍額定電壓下允許運(yùn)行時(shí)間不超過周圍空氣溫度24h平均值低于標(biāo)準(zhǔn)10℃時(shí)，電容器能在1.1倍額定電壓下長期運(yùn)行。根據(jù)調(diào)查，部分水泥企業(yè)的低壓配電電壓經(jīng)常運(yùn)行在420~430VAc之間，這對電容器的安全運(yùn)行是十分不利的。同時(shí)，對電動機(jī)的節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行也是十分不利的，建議加強(qiáng)這方面的管理工作。
二、無功補(bǔ)償裝置常用的投切方式
(1）延時(shí)投切方式，又稱作“靜態(tài)”補(bǔ)償方式。這種投切方式依靠于專用的接觸器的動作，具有抑制電容的涌流作用。延時(shí)投切的目的在于防止接觸器過于頻繁的動作，造成電容器損壞，而更重要的是防備電容不停的投切導(dǎo)致供電系統(tǒng)振蕩,這是很危險(xiǎn)的。
(2)瞬時(shí)投切方式，又稱作“動態(tài)”補(bǔ)償方式，實(shí)際就是一套“快速隨動系統(tǒng)”，控制器一般能在半個(gè)周波至1個(gè)周波內(nèi)完成采樣、計(jì)算，在2個(gè)周期到來時(shí)，控制器已經(jīng)發(fā)出控制信號了。通過脈沖信號使晶閘管導(dǎo)通，投切電容器組大約20~30毫秒內(nèi)就完成一個(gè)全部動作，這種控制方式是機(jī)械動作的接觸器類無法實(shí)現(xiàn)的。動態(tài)補(bǔ)償方式作為新一代的補(bǔ)償裝置有著廣泛的應(yīng)用前景。
(3）混合投切方式，實(shí)際上就是將“靜態(tài)”與“動態(tài)”補(bǔ)償?shù)幕旌?，一部分電容器組使用接觸器投切，而另一部分電容器組使用電力半導(dǎo)體器件。這種方式在一定程度上可做到優(yōu)勢互補(bǔ)，比單一的投切方式拓寬了應(yīng)用范圍，節(jié)能效果更好。補(bǔ)償裝置選擇非等容電容器組，這種方式補(bǔ)償效果更加細(xì)致，更為理想。還可采用分相補(bǔ)償方式，可以解決由于線路三相不平衡造成的損失。
三、濾波補(bǔ)償系統(tǒng)
電容器對高次諧波最敏感，因?yàn)楦叽沃C波電壓桑加在基波電壓上不僅使電容器的運(yùn)行電壓有效值增大而且使其峰值電壓增加更多，致使電容器因過負(fù)荷而發(fā)熱，并可能發(fā)生局部放電損壞，高次諧波電流桑加在電容器基波電流上使電容器電流增大，增加了電容器的溫升，導(dǎo)致電容器過熱損壞。
電容器對電網(wǎng)高次諧波電流的放大作用十分嚴(yán)重，一般可將5~7次諧波放大2~5倍，當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)接近諧波諧振頻率時(shí)，高次諧波電流的放大可達(dá)10~20倍。因此，不僅需考慮諧波對電容器的影響，還需考慮被電容器放大的諧波損壞電網(wǎng)設(shè)備，影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。最好的解決方法就是在電容器組串接電抗器來組成諧波濾波器。濾波器的設(shè)計(jì)要使在工頻情況下呈現(xiàn)容性，以對線路進(jìn)行無功補(bǔ)償，對于諧波則為感性負(fù)載，以吸收部分諧波電流，改善線路的畸變率。增加電抗器后，要考慮電容端電壓升高的問題。
濾波補(bǔ)償裝置既補(bǔ)償了無功損耗又改善了線路質(zhì)量，雖然成本提高較多，但對于諧波成分較大的錢線路還是應(yīng)盡量考慮采用，不能認(rèn)為裝置一時(shí)不出問題就認(rèn)為沒有問題存在。很多情況下，采用五次、七次、十一次或高通濾波器可以在補(bǔ)償無功功率的同時(shí)，對系統(tǒng)中的諧波進(jìn)行消除。
四、電抗器電抗率的選擇原則
(1）系統(tǒng)中3次諧波含量已超過或接近于標(biāo)準(zhǔn)限值時(shí)，宜選用串聯(lián)12%～~13%的電抗器。(2〉系統(tǒng)中5次諧波含量已超過或接近于標(biāo)準(zhǔn)限值時(shí)，宜選用串聯(lián)4.5%一~6%的電抗器。
(3〉系統(tǒng)中以3次、5次諧波成分為主，且兩者含量t均較大時(shí)，宜采用電抗率為12%～~13%與電抗率為4.5%一~6%的電抗器混裝方式或采用串聯(lián)3%左右的電抗器。
(4）系統(tǒng)中以3次、5次諧波為主，且含量較小時(shí)，可不串接電抗器﹔也可選用0.1%~1%的電抗器。
(5)當(dāng)電網(wǎng)中含有多種諧波成分，且都具有較大含量時(shí)，串聯(lián)電抗器的選用，應(yīng)使電容器支路對于在較大含量的各次諧波中的最低次諧波總阻抗呈感性，此時(shí)該電容支路對于較大含量的各次諧波均不會產(chǎn)生放大作用。
(6〉當(dāng)電網(wǎng)的背景諧波未知的情況下，電容裝置選用阻尼式限流器，限流器中串聯(lián)申抗器的定電流按電容器組的最終容量考慮選擇。諧波的防止應(yīng)在諧波源就地治理。

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