從技術(shù)原理上講無功補(bǔ)償裝置是在電網(wǎng)中呈感性或容性的元件,由于目前我國中低壓電網(wǎng)以架空線路為主且基本上帶感性負(fù)載,所以系統(tǒng)所采用的無功補(bǔ)償裝置多數(shù)呈容性,也就是說它是由電容器和相應(yīng)的附屬設(shè)施組成的。
由于負(fù)荷多數(shù)集中在配電網(wǎng)絡(luò),所以多年來用于無功補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M基本上安裝在電網(wǎng)的中壓側(cè)和低壓側(cè),包括35kV、10kV和0.4kV幾個電壓等級。從運(yùn)行需要上說,無功補(bǔ)償裝置由電容器組、投切元件、檢測及保護(hù)元件組成。
早期無功補(bǔ)償裝置的技術(shù)性能與可靠性不能滿足運(yùn)行要求,目前的產(chǎn)品已做了許多改進(jìn)和提高,從產(chǎn)品的運(yùn)行情況可以反映出這個問題,目前徐州地區(qū)許多2000年投運(yùn)的產(chǎn)品還在安全運(yùn)行,運(yùn)行壽命已超過8年。
無功補(bǔ)償裝置的運(yùn)行可靠性也是制造廠家比較重視的問題,目前的無功補(bǔ)償裝置采取了不少技術(shù)措施進(jìn)行了完善,現(xiàn)以10kV和400V無功補(bǔ)償裝置為例,從以下三個因素著手分析。
2.2.1
2.2.3電能質(zhì)量異常的影響
對于電能質(zhì)量異常如過電壓、諧波、電壓閃變、波形的畸變等干擾因素,目前的產(chǎn)品也采取了保護(hù)措施,如基本上都安裝了監(jiān)測裝置,可對這些因素進(jìn)行監(jiān)測;采取了過電壓保護(hù)措施和抑制諧波、閃變、波形畸變的措施。只是由于電子電路元件抗過電壓及電壓突變能力差些,所以在電子電路的電源端、信號輸入輸出端要采取保護(hù)和隔離措施,建議制造廠和有關(guān)用戶注意。
3 小結(jié)
綜上所述,隨著技術(shù)水平的不斷提高,無功補(bǔ)償裝置的技術(shù)性能得以不斷完善,原裝置存在的問題基本上得到解決?陀^上說,自動化功能已健全,甚至可達(dá)到智能化的要求,不會在運(yùn)行中給工作人員帶來操作上的麻煩。對可靠性問題,裝置本身也有大幅度提高,如電容器制作工藝的改善、投切開關(guān)的技術(shù)更新等。但有些問題還需進(jìn)一步改進(jìn),如裝置電子電路元件的可靠性是較關(guān)鍵的環(huán)節(jié),影響它的因素較多,有技術(shù)性能上的,也有技術(shù)措施上的,甚至有經(jīng)濟(jì)上的(如價格)。希望制造廠選用技術(shù)參數(shù)好的元件進(jìn)行組裝,采取完善的技術(shù)措施加以保護(hù),并對產(chǎn)品做嚴(yán)格的老化試驗,在價格相對合理的情況下挑選信譽(yù)好的產(chǎn)品,以進(jìn)一步保證裝置的可靠性。
工作環(huán)境的影響
這里主要指溫度、濕度、雨水、灰塵、小動物等外界因素的影響。無功補(bǔ)償裝置的安裝形式大體有3種,即配電房內(nèi)的補(bǔ)償柜、箱式變的補(bǔ)償設(shè)備、線路公用配變的柱上補(bǔ)償箱。其中前兩者可以看作戶內(nèi)安裝形式,公用配變的柱上補(bǔ)償箱則屬于戶外安裝形式,其工作環(huán)境最為惡劣。
戶外安裝的裝置箱體直接與外界空氣環(huán)境接觸,隔熱效果差,箱體內(nèi)溫度變化劇烈,易出現(xiàn)凝露現(xiàn)象,易受外界溫度、濕度、雨水、灰塵、小動物的干擾,這些因素都影響到裝置的可靠性和壽命。
構(gòu)成新型無功補(bǔ)償裝置的主要元件有:主體元件(電力電容器)、控制保護(hù)檢測元件(CPU微機(jī)控制器及電子電路元件)、投切元件(開關(guān)等電工元件)3個部分。
a.電力電容器。近年來制造廠家在產(chǎn)品原料和生產(chǎn)工藝上都做了明顯的改進(jìn),如10kV電力電容器以全膜或膜紙介質(zhì)代替了過去的紙介質(zhì),以去毒化十二烷基苯代替了過去的氯化聯(lián)苯,采用了抽真空密封的工藝技術(shù)等,使電力電容器的質(zhì)量和壽命有了大幅度的提高。另外還采取了集合式組裝形式,可在室外安裝使用,節(jié)約了占地面積,節(jié)省了投資。400V電容器也采取了抽真空密封工藝,并生產(chǎn)出自愈式金屬化薄膜電容器等產(chǎn)品來提高其可靠性。但由于產(chǎn)品本身的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的原因(如電容器在絕緣結(jié)構(gòu)上要形成分層絕緣),它在絕緣方面的可靠性不能與開關(guān)、絕緣支柱等元件相比,在運(yùn)行時操作不當(dāng)會在電容器中產(chǎn)生涌流,從而對電容器產(chǎn)生不良影響。
b.微機(jī)控制元件及電子電路元件。隨著電子技術(shù)的飛躍發(fā)展,這些元件已有較高的可靠性及較長的壽命。根據(jù)使用環(huán)境的不同,這些元件的技術(shù)等級有明顯的區(qū)別,大致可分為軍用、工業(yè)用、民用及普通4個等級。無功補(bǔ)償裝置應(yīng)采用工業(yè)用的電子電路元件。在電子電路元件中集成電路及其他半導(dǎo)體器件和電容器是影響可靠性的關(guān)鍵器件,選用時更要注意其級別。耐受電壓參數(shù)和工作溫度參數(shù)對于可靠性而言也比較重要,在具體選擇時應(yīng)注意留有余地,耐受電壓參數(shù)要提高一個檔次選用,工作溫度參數(shù)要充分考慮環(huán)境溫度的影響。
c.開關(guān)等電工元件。隨著制造工藝水平的大幅度提高和國家強(qiáng)制性質(zhì)量認(rèn)證體系的實施,400V無功補(bǔ)償裝置的電工元件的可靠性已能得到保證,選用時要選經(jīng)國家3C認(rèn)證的產(chǎn)品。
在10kV無功補(bǔ)償裝置中,以前的產(chǎn)品是用油斷路器來投切電容器的,不能滿足頻繁投切的需要。隨著高壓開關(guān)無油化技術(shù)的發(fā)展,10kV油斷路器已被真空斷路器和SF6斷路器替代。這兩種斷路器的電氣壽命和機(jī)械壽命長,都可以滿足頻繁投切的要求。但真空斷路器在滅弧原理上會出現(xiàn)截流過電壓的情況,影響電容器的絕緣壽命,所以以選用SF6斷路器為宜。
無論是10kV的無功補(bǔ)償裝置還是400V的無功補(bǔ)償裝置,在投切電容器時都可能出現(xiàn)涌流現(xiàn)象,這對電容器來說是不利的。現(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)能解決這個問題,即利用微機(jī)控制裝置對電壓和電流波形進(jìn)行分析,實現(xiàn)“過零投切”,也就是當(dāng)電壓過零點時投入電容器組,當(dāng)電流過零點時切除電容器組。選擇無功補(bǔ)償裝置時,要注意對這項技術(shù)性能的選擇。
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