技术规范标准_电容器技术规范培训课件

电容器技术规范 改善功率因素 提高功率因素确定补偿容量 某工厂最大负荷月的平均有功功率为200kw 功率因素COS 6 拟将功率因素提高到0 9 需要装设电容器的总容量为多少 解 200 1 33 0 48 170kvar 静止无功补偿器 1 静止无功补偿器概述 1 晶闸管控制电抗器和固定电容器当需要无功功率小于最大值时 通过动态控制感性无功功率来保持电压在要求的范围内 晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器 晶闸管控制电抗器和机械投切电容器 静止无功补偿器 4 晶闸管投切电容器可用于平衡负载 也可用于不平衡负载 每相独立补偿 电容器是按工频周期投的 是可以抑制铁磁谐振 5 基于微处理器的静止无功控制器晶闸管投切电容器和晶闸管控制电抗器都是由微处理器来控制 6 静止同步补器 静止无功补偿器 2 静止无功补偿中的损耗和谐波在选择SVC的额定值时 损耗是一个重要的考虑因素 在空载运行时 感性无功和容性无功相互抵消 这意味所有的容性电流流入了感性电路中 因此 当容性无功输出增加时 损耗减少 这种结构大约损耗为1 的额定容量 谐波在晶闸管控制电抗方案中 谐波是由于相位控制引起的 对谐波电压控制在如下方面有效益 减少损耗 减少发热 减少维护工作量 减少继电保护装置的误动作等 电容器的基本原理 额定容量的计算 例 709215Var 700Kvar 型号 AAM6 1 700 1W额定电压 6 1kV额定容量 700kvar额定频率 50Hz编号 06 0136 3 120实测电容 60 7 电容器的技术规范 5 运行条件 6 套管类型 有单套管和双套管 7 冲击水平 冲击电压 8 内部放电装置 600V以上放电5分 9 暂时工频过电压 10 瞬态过电流 11 三相结构的连接方式 12 漏电流 13 损耗因数 电容器的电抗Xe和阻抗 e之间的夹角的正切值 电容器试验 安装试验或现场试验 1 电容值测量 2 低电压通电试验 试验电压为120V左右 3 高压绝缘强度试验 交流电压试验时 电容器应在额定电压或额定电压以下关合 然后电压缓慢上升到试验值 试验结束时 断电前将电压降到额定电压以下 试验时间不应超过20S 直流电压试验时 充放电过程应限制在1A以下 可通过与电容器串联电阻实现 试验完成后电容器应用合适电阻放电 电容器安全运行 一 电容器运行参数电容器运行中电流不应长时间超过电容器额定电流的1 3倍 电压不应长时间超过电容器额定电压的1 1倍 电容器使用环境温度不得超出规定的数值 一般为 40 40 电容器外壳温度不得超过生产厂家规定值 一般为60 或65 电容器各接点应保持良好 不得有松动或过热迹象 套管应清洁 不得有放电痕迹 外壳不应有明显变形 不应有漏油痕迹 电容器的开关设备 保护电器和放电装置应保持完好 二 电容器投入或退出正常情况下 应根据线路上功率因数的高低和电压的高低投入或退出并联电容器 当功率因数低于0 9 电压偏低时应投入电容器组 当功率因数趋近于1且有超前趋势 电压偏高时应退出电容器组 当运行参数异常 超出电容器的工作条件时 应退出电容器组 如果电容器三相电流明显不平衡 也应退出运行 进行检查 电容器安全运行 发生下列故障情况之一时 电容器组应紧急退出运行 1 接点严重过热甚至熔化 2 瓷套管严重闪络放电 3 电容器外壳严重膨胀变形 4 电容器或其放电装置发出严重异常声响 5 电容器爆破 6 电容器起火 冒烟 电容器安全运行 三 电容器操作进行电容器操作应注意以下几点 1 正常情况下全站停电操作时 应先拉开电容器的开关 后拉开各路出线的开关 正常情况下全站恢复送电时 应先合上各路出线的开关 后合上电容器线的开关 2 全站事故停电后 应拉开电容器的开关 3 电容器断路器跳闸后不得强行送电 熔丝熔断后 在查明原因之前不得更换熔丝送电 电容器安全运行 4 不论是高压电容器还是低压电容器 都不允许在其带有残留电荷的情况下合闸 否则 可能产生很大的电流冲击 电容器重新合闸前 至少应放电3分钟 5 为了修理检查的需要 电容器断开电源后 工作人员接近之前 不论该电容器是否装有放电装置 都必须用可携带的专门放电负载进行人工放电 电容器安全运行 电容器保护高压电容器组总容量不超过100kvar时 可用跌落式熔断器保护和控制 总容量100 300kvar时 应采用负荷开关保护和控制 总容量300kvar以上时 应采用真空断路器或其他断路器保护和控制 低压电容器组总容量不超过100kvar时 可用交流接触器 刀开关 熔断器或刀熔开关保护和控制 总容量100kvar以上时应采用低压断路器保护和控制 电容器安全运行 内部未装熔丝的10kV电力电容器应按台装迷熔丝保护 其熔断电流应按电容器额定电流的1 5 2倍选择 高压电容器宜采用平衡电流保护或瞬动的过电流保护 如电力网有高次谐波 可加装串联电抗器抑制谐波 感抗值约为容抗值的3 5 或加装压敏电阻及RC过电压吸收装置 低压电容器用熔断器保护时 单台电容器可按电容器额定电流的1 5 2 5倍选用熔体的额定电流 多台电容器可按电容器额定电流之和的1 3 1 8选用熔体的额定电流 电容器安全运行 五 电容器故障判断里处理1 渗漏油 渗漏油主要由于产品质量不高或运行维护不当造成的 外壳轻度渗油时 应将修油处除锈 补焊 涂漆予以修复 严重渗漏油时应予更换 2 外壳膨胀 主要由电容器内部分解出气体或内部部分元件击穿造成 外壳明显膨胀应更换电容器 3 温度过高 主要由过电流 电压过高或电源有谐波 或散热条件差造成 也可能由介质损耗增大造成 应严密监视 查明原因 作针对性的处理 如不能有效地控制过高的温度 则应退出运行 如是电容器本身的问题 应予更换 电容器安全运行 4 套管闪络放电 主要由套管脏污或套管缺陷造成 如套管无损坏 放电仅由脏污造成 应停电清扫 擦净套管 如套管有损坏 应更换电容器 处理工作应停电进行 5 异常声响 异常声响由内部故障造成 异常声响严重时 应立即退出运行 并停电更换电容器 6 电容器爆破 由内部严重故障造成 应立即切断电源 处理完现场后更换电容器 7 熔丝熔断 如电容器熔丝熔断 不论是高压电容器还是低压电容器 均应查明原因 并作适当处理后再投入运行 否则 可能产生很大的冲击电流 电容器安全运行 维护与故障检修 1 电容器运行中的异常现象1 电容器渗漏油2 电容器外壳膨胀3 电容器温升高4 电容器瓷瓶表面闪络放电5 异常声响6 电容器爆破 维护与故障检修 2 故障检修分析1 电压额定值不够引起的电容器故障2 熔断器烧断电容器单元的短路 过电压引起的过电流 或者谐波都有导致熔断器的烧断 3 热故障电容器可能由于温度过高而故障 4 铁磁谐振电容器组容易与电源电感或变压器电感相互作用而产生的铁磁振荡 维护与故障检修 5 谐波谐波会引起电容器单元的过热和损坏 6 电容器单元开路7 电介质损坏8 支架故障和绝缘损坏9 制造缺陷10 电容器单元内部应力引起的故障在纹波电流 冲击电压和高频振荡电流下会产生内部应力并过早地损坏 11 外部应力引起的损坏12 操作错误13 避雷器连接错误 电容器使用中应注意的问题一 防止意外直接接触电容器设备除一般的防止人员接触的防护措施外 还由于脱离电源后有残余电荷 必须有放电设备 以利于及时检修并保证人员的安全 放电设备须保证在较短时间达到规定的残余电压标准 1 电容器放电后残压允许值及放电时间放电后残压标准 应根据人身安全要求确定 电容器标准中规定低压电容器放电后残压为75V 电容器上残压为无波纹直流 低于正常环境下的允许值120V 是安全的 低压电容器产品标准规定 达到规定的残压所需放电时间为3min 这比过去的旧标准延长3倍 放电开始时的电压按工频电压峰值计算 即放电装置应从UN起经3min放电至75V 计算放电装置电阻值的方法为 一般成套供应的电容器柜 由制造厂提供放电电阻 能自动投入的电容器 如上次切断与下次投入之间的时间不能保证残压符合投入时的要求 额定电压的10 400 230V系统为40V 放电电阻需要减小 以提高放电速度 如为制造厂成套生产的产品 应由制造厂统一计算动作时间和放电电阻 并应分别满足上述手动投入或自动投入的要求 2 电容器组与放电装置的连接我国电容器产品标准中都有规定 放电装置与电容器组之间不能有开关接点 但低压电容器放电电阻采用控制开关的常闭接点接通 在我国现行的设计规范中是允许的 应继续执行 这对全国的大量低压电容器的节能有利 采用此种放电方式时 应在操作规程中规定适当的安全操作要求 二 关于电容器过电压的倍数电容器过电压不同于其他设备的过电压 它一方面受电源过电压的影响 另一方面它本身也是系统过电压的原因之一 1 电容器的允许工作电压电容器的允许工作电压基本上是1 1倍额定电压 IEC产品标准规定每天8h以内的过电压允许值为1 1倍 这对两班工作用户较多的电力系统中的有第三班的用户的电容器 已能满足要求 我国标准对电容器的要求提高至1 1倍额定电压可长期工作 则有更大的裕度 2 电容器引起的过分升压及其防止输配电线路及配电变压器等系统元件都是电感性元件 电容器的超前电流在通过感性元件时要引起电容器的端电压升高 当与电容器并联的其他负载很小时 因电压升高而增加 负载电流所引起的电压降低可能已不足以平衡因电压升高而增加电容电流所引起的电压升高 因而电压可能继续升高至高于额定值 超过电容器的允许界限 而且其他并联的电气设备也将受到危害 3 电容器组的过电压保护电容器过电压保护的设置以电容器的额定电压UN为依据而不以电力系统标称电压为依据 加在电容器上的电压为1 1UN时可长期工作 1 15UN允许30min 1 2UN允许5min 1 3UN允许1min 因此 过电压保护应以此为根据确定是否设置及设置时的具体要求 需要设置过电压保护时 如变电所中电容器组 其过电压继电器应尽量选用返回系数高的产品 返回电压值应尽量不低于1 1UN 以便充分发挥电容器的补偿作用 4 Y接法电容器组采用Y接法的10kV三相电容器组 因其每相中电容器的电容值不可能完全一样 故正常工作时 势必会有某相电压高于其他相 困此在电容器安装时 应预先测量各单个电容器电容值 并适当在三相中尽量均匀分配 使任一相不致承受过多的过电压 但在电容器组中有损坏的电容器退出运行时 则可能出现较大过电压 因此 用户的高压电容器组中每相中电容器台数少时不宜采用Y接法电容器组 5 电容器过电压引起的过电流电容器因过电压引起的过电流与过电压成正比 而电容器长期过电压仅允许10 故此过电流最大为额定电流的10 但电容器允许长期过电流为额定电流的130 而且对于电容值为正偏差最大值的电容器还允许更大的过电流 因此 因过电压引起的过电流在电容器过电流问题中并不占主要地位 此过电流与谐波过电流综合考虑 低压电容器不超过额定电流的43 6 串接电抗器引起的电压升高电容器因某种原因需串接电抗器时 电容器上电压即高于电源电压 电容器的端电压高于电源电压的百分数等于电抗器感抗占电容器容抗的百分数 电容器端电压在电源电压最高时 如按标准380V系统最高电压不应超过400V 如不超过电容器额定电压的110 则该电容器可用 否则应选额定电压较高的电容器产品 串入电抗器的电容器组过电压保护整定值 必须按继电器接至电抗器前或电抗器后而取不同数值 三 电容器的谐波与谐波过电流1 谐波对并联电容器的影响对电容器来讲 一般不存在偶次倍数的谐波 此外 中性点不接地星形连接的电容器组的相电流和三角形连接的电容器组的相电压中 都不包括3次及其整数倍的谐波 因此 主要考虑5 7 11 13等次谐波的影响 在这些高次谐波中 以5次谐波最显著 由于系统电压中高次谐波的作用 会使电容器产生过电流和过负荷 两者超过的倍数并不一样 同时 某高次谐波电流所造成的电流波形畸变 远比电压波形的畸变严重 再者 电容器对谐波电压的反应比较敏感 在发生谐波共振的情况下 可能使电容器成倍地过负荷 造成电容器的严重损坏或无法运行 2 谐波的限制对于系统中有谐波源 而且影响到电容器安全运行时 首先应对用户 谐波源 采取相应的有关措施以降低高次谐波分量 抑制高次谐波的方法很多 目前为了保护用于无功补偿的并联电容器 最有效的方法是在电容器回路中串联电抗器 串联电抗器XL越大 谐波电流越小 为了避免n次及以上谐波谐振 应使自振频率次数小于n 令X XS XL 当n次谐波谐振时 即有 故应使 为限制5次谐波电流 应取XL 0 04XC 而为降低母线上5次谐波电压 应取XL 0 04Xc 以上两者兼顾之 通常取XL 0 06XC 采用串联电抗器限制谐波的电路连接方法一般有以下三种 3 谐波成分允许值电容器标准规定 计入各种因素的联合作用后谐波过电流总值不超过其额定电流的143 时 电容器可长期运行 其中 因电容值正偏差引起的过电流为10 因过电压引起的过电流为10 故各次谐波引起的谐波总电流对基波电流的比值 应限制在额定电流的69 四 防止谐波过电流过大的措施1 消除谐振的办法电容器允许过电压较小 因此电容器因过电流损坏主要原因不是因过电压引起过电流 而是谐波过电流 谐波电流过大的主要原因是谐振 消除谐振的办法有以下几种 调整电容器位置 电容器与谐波源之间感抗XL与电容器所在的位置有关 因此将电容器位置调整后 XL增加 有可能使谐振消除或减轻 增加电容器数量 增加电容器数量即加大XC 也可改变流入电容器的某次谐波的电流值 专设串联电抗器 如上述两措施不能将谐振电流消除 或某次谐波削减后其他次谐波又增大 则需与电容器人为串接电抗器 使主要谐波电流都受到限制 电容器串入电抗器后端电压升高 需考核有无改变电容器额定电压的要求 电抗器电抗数值应取大于最低次主谐波谐振值并使其他次谐波也不谐振 2 单独补偿电容器与用电设备的工频谐振与电动机固接的单独补偿电容器 如无功功率匹配不当 也将因谐振而损坏 因此 与电动机固接的电容器的无功功率最多不能超过电动机空载时功率的90 3 过负荷保护在有谐波源的系统中 为防止出现过大的谐波过电流损坏电容器 电容器组应设置过负荷保护 动作于跳闸的过负荷保护应在143 额定电流时可靠动作 但由于继电器的动作误差 既能在超过143 额定电流时可靠动作 又不致在允