雷神電氣電容補償柜的作用-降低系統無功電流

摘要:如果系統的功率因數不佳,則對于所需的有功功率,輸電,配電網,變壓器,交流發電機和連接至系統的其他類型設備的安培負擔會變得很高。因此,無功補償變得非常重要。...

對有功功率的需求以千瓦(kW)或兆瓦(MW)表示。這個功率應該從被供給發電站。電氣系統中的所有布置均已滿足此基本要求。盡管在交流電源系統中,無功功率總是出現在圖中。該無功功率以千伏特或兆瓦表示。
對這種無功功率的需求主要源自連接到系統的感性負載。這些感性負載通常是電動機,變壓器,傳輸和配電網絡的電感,感應爐,熒光燈等的電磁電路。應適當補償此無功功率,否則負載所消耗的實際功率與系統的總功率(即有功功率和無功功率的矢量和)變得非常小。
該比率也稱為電功率因數,而較低的比率表示系統的功率因數不佳。如果系統的功率因數不佳,則對于所需的有功功率,輸電,配電網,變壓器,交流發電機和連接至系統的其他類型設備的安培負擔會變得很高。因此,無功補償柜的作用就變得非常重要。這通常由電容補償柜組完成。
讓我們詳細解釋一下:我們知道有功功率表示為vIcosθ
其中,cosθ是系統的功率因數。因此,如果此功率因數得到的閥數較少,則對于相同的有功功率P,相應的電流(I)會增加。
隨著系統電流的增加,系統的歐姆損耗增加。歐姆損耗意味著,由于系統中產生了多余的熱量,因此所產生的電能也會丟失。系統的導電部分的橫截面也可能必須增加以承載額外的安培負擔,從商業角度來看這也是不經濟的。另一個主要缺點是系統的電壓調節差,這主要是由于功率因數差引起的。
為此,主要有兩種類型的設備用于補償無功功率:
  1. 同步冷凝器
  2. 靜態電容補償柜或電容補償柜組
同步電容器可以產生無功功率,并且可以調節無功功率的產生。由于具有這種調節優勢,同步電容補償柜非常適合于校正系統的功率因數,但與靜態電容補償柜相比,該設備非常昂貴。這就是為什么同步電容器被證明僅用于超高壓傳輸系統的電壓調節的原因。
通過將總電容器組分成比例為1:2:2的3個扇區,也可以在某種程度上擴展靜態電容器的調節能力。這種劃分可使電容器以1,2,1 + 2 = 3,2 + 2 的速率運行。 = 4、1 + 2 + 2 = 5步。如果還需要進一步的步驟,則可以以1:2:3或1:2:4的比例進行劃分。這些劃分使靜態電容器組更加昂貴,但與同步電容器相比,其成本仍然低得多。

可以發現,將補償設備連接到單獨的負載側可以MAX程度地受益于補償設備。僅通過使用具有單獨負載的小型額定電容補償器,而不通過使用同步電容器,在實踐和經濟上都是可行的。
靜態電容補償柜組

靜態電容補償柜可以進一步分為兩類,
  1. 并聯電容補償柜
  2. 串聯電容補償柜
這些類別主要基于將電容器組與系統連接的方法。在這兩種類別中,并聯電容器在所有電壓等級的電力系統中更常用。
使用并聯電容器有一些特殊的優勢,例如,
  1. 它降低了系統的線路電流。
  2. 它提高了負載的電壓水平。
  3. 它還減少了系統損耗。
  4. 它提高了源電流的功率因數。
  5. 它減少了交流發電機的負荷。
  6. 它減少了每兆瓦負載的資本投資。
上述所有優點均來自以下事實:電容補償柜的作用會降低流經整個系統的無功電流。
并聯電容器平局幾乎是固定的龍頭,其被疊加在所述負載電流的電流量,從而減少負載的無功分量,因此改善了功率因數的系統。
另一方面,串聯電容器無法控制電流。由于它們與負載串聯連接,因此負載電流始終流經串聯電容器組。實際上,串聯電容器的電容電抗抵消了線路的電感電抗,因此降低了線路的有效電抗。
由此,改善了系統的電壓調節。但是串聯電容器組具有主要缺點。在故障情況下,電容器兩端的電壓可能會升高到其額定值的15倍以上。因此,串聯電容器必須具有復雜而精細的保護設備。因此,串聯電容器的使用僅限于超高壓系統中。
分流電容補償柜
分流電容補償柜的構造
電容器單元的有源部件由兩張鋁箔組成,兩張鋁箔之間用浸漬紙隔開。紙的厚度可以從8微米到24微米不等,具體取決于系統的電壓水平。鋁箔的厚度約為7微米。對于低電壓應用,在箔之間可以有一層適當厚度的浸漬紙,但是對于較高電壓的應用,鋁箔之間應放置一層以上的浸漬紙,以避免由于文件中是否存在行為問題。
將電容器部分弄平后,將電容器部分纏繞成卷,將其壓縮成包,用多層重質紙絕緣層包裹起來,然后插入容器中。將蓋子焊接到容器后,將電容器單元干燥,并通過加熱和真空將其集成到大型高壓釜中。紙張完全干燥并從絕緣體中清除所有氣體后,電容器箱中將充滿以相同真空度脫氣的浸漬劑。
在開發的早期階段,通常將礦物絕緣油用作浸漬劑?,F在,大多數制造商已將其替換為帶有不同商品名的氯化二苯基基團的合成液體。礦物絕緣油具有非常低的電導率和非常高的介電強度。但是它有一些缺點,例如,
  1. 它具有低介電常數。
  2. 礦物油中的電壓分布不均勻。
  3. 非常易燃。
  4. 它被氧化。

使用合成浸漬劑,完全有可能制造出具有較高額定電壓的較小電容器單元。電容器單元的額定電壓被限制在一定的范圍內,因為低電壓使每公斤VAR的成本變高。對于高壓應用,將多個電容器單元串聯和并聯組合,以形成所需電壓和Kilo VAR額定值的電容器組。例如,當要在11 kV系統中調試5.1 Mega VAR電容器組時,該組的每個單元均由11 kV額定值制成。在此安裝中,Mega VAR的每相要求為5.1 / 3 = 1.7。
在此安裝中,應該只串聯連接一個電容器單元,并且并聯連接17個這樣的電容器單元,以滿足一相的mega VAR要求。對于三相系統,三個這樣的電容器單元組以星形或三角形形式連接在一起。讓我們展示另一個示例以更好地理解。在33 kV三相系統上安裝5.4 Mega VAR組時。
應將三個電容器單元串聯連接,并將其中的六個串聯組合并聯連接,以滿足每相對1.8 Mega VAR的需求。相同的電容器單元也可以用于132 kV系統。為此,基本電容器單元的串聯和并聯組合將按照mega VAR要求進行組裝。
 
本文編輯:襄陽雷神電氣

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