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無功補償裝置可靠性分析

 發布時間:2019-03-25

從技能原理上講無功補償設備是在電網中呈理性或容性的元件,因為現在我國中低壓電網以架空線路為主且基本上帶理性負載,所以系統所選用的無功補償設備大都呈容性,也便是說它是由電容器和相應的附屬設施組成的。


  因為負荷大都集中在配電網絡,所以多年來用于無功補償的電容器組基本上設備在電網的中壓側和低壓側,包含35kV、10kV和0.4kV幾個電壓等級。從運轉需求上說,無功補償設備由電容器組、投切元件、檢測及維護元件組成。


  早在20世紀70年代,徐州區域就要求用戶就地設備400V低壓補償設備,并在變電站設備了10kV的電容器補償設備。其時的低壓無功補償設備主動化程度較低,大都電容器組是經過空氣開關由人工進行投切的,維護辦法簡單粗糙,當電容器組呈現整組毛病時才幹由空氣開關的熱偶元件啟動空氣開關跳閘,切除毛病。低壓電容器的質量也不行牢靠,密封辦法不良,經常有電解液走漏的現象呈現。其時在變電站設備的10kV電容器組是由單台電容器組合而成的,或接成三角形或接成星形,體積較大,一般要締造電容器室用來設備;電容器的制造質量不高,絕緣材料由紙和氯化聯苯浸劑組成,紙層均勻度不好,易構成局部擊穿,氯化聯苯有毒,對人體和環境均有影響;設備的投切靠油斷路器完結,動作次數受限制,不能做到頻頻投切;維護部分由電磁式繼電器和單台熔絲組成,電磁式繼電器無法完成過零投切,熔絲的維護特性不好。


  可見,舊式無功補償設備技能功用不好,首要表現為主動化程度偏低和牢靠性不高,不能在電網中長期安全牢靠運轉,運轉壽數往往隻要二三年。而補償設備技能功用好壞是決議其是否能被遍及運用的要害。


  衆所周知,無功功率與電壓是電力系統運轉辦理中的重要技能标準,無功功率的調理既影響到電網的損耗,也影響到電網的電壓乃至電網的安全運轉。電網無功功率的調理是靠無功補償設備來完成的,因此,無功補償設備是否牢靠,技能條件是否能滿意電網的要求,技能參數是否能滿意運轉環境的要求等十分值得剖析和探讨。


  跟着電網的不斷開展,對電能質量和節能降耗的要求越來越高,無功補償設備在電網中的地位越來越重要,因此進步無功補償設備的技能功用成為迫待處理的問題。幾十年來相關制造廠家和電網有關部門為此作了很多工作,近年來無功補償設備的技能功用已有了大幅度進步。


  2.1 無功補償設備的主動化水平


  早期的無功補償電容器主動化程度偏低,不能對電網運轉參數的變化進行判别,需求運轉人員在運轉過程中進行投切操作。當網絡變化頻次高時操作較頻頻,運轉人員會感到費勁,增加了工作量。跟着計算機技能的飛速開展,現在的無功補償設備成功地選用了微機模塊進行設備的運轉辦理,主動化程度比較高,能及時判别電網參數的變化,進行合理的主動投切,不會增加運轉人員的工作量,主動化水平已到達電網運轉的要求。


  2.2無功補償設備的牢靠性


  早期無功補償設備的技能功用與牢靠性不能滿意運轉要求,現在的産品已做了許多改善和進步,從産品的運轉狀況能夠反映出這個問題,現在徐州區域許多2000年投運的産品還在安全運轉,運轉壽數已超越8年。


  無功補償設備的運轉牢靠性也是制造廠家比較重視的問題,現在的無功補償設備采取了不少技能辦法進行了完善,現以10kV和400V無功補償設備為例,從以下三個要素着手剖析。


  2.2.1


  2.2.3電能質量反常的影響


  關于電能質量反常如過電壓、諧波、電壓閃變、波形的畸變等攪擾要素,現在的産品也采取了維護辦法,如基本上都設備了監測設備,可對這些要素進行監測;采取了過電壓維護辦法和抑制諧波、閃變、波形畸變的辦法。隻是因為電子電路元件抗過電壓及電壓突變才能差些,所以在電子電路的電源端、信号輸入輸出端要采取維護和阻隔辦法,建議制造廠和有關用戶注意。


  3 小結


  綜上所述,跟着技能水平的不斷進步,無功補償設備的技能功用得以不斷完善,原設備存在的問題基本上得到處理。客觀上說,主動化功用已健全,乃至可到達智能化的要求,不會在運轉中給工作人員帶來操作上的麻煩。對牢靠性問題,設備自身也有大幅度進步,如電容器制造工藝的改善、投切開關的技能更新等。但有些問題還需進一步改善,如設備電子電路元件的牢靠性是較要害的環節,影響它的要素較多,有技能功用上的,也有技能辦法上的,乃至有經濟上的(如價格)。希望制造廠選用技能參數好的元件進行拼裝,采取完善的技能辦法加以維護,并對産品做嚴格的老化試驗,在價格相對合理的狀況下挑選諾言好的産品,以進一步确保設備的牢靠性。


  工作環境的影響


  這裡首要指溫度、濕度、雨水、灰塵、小動物等外界要素的影響。無功補償設備的設備方式大體有3種,即配電房内的補償櫃、箱式變的補償設備、線路共用配變的柱上補償箱。其中前兩者能夠看作戶内設備方式,共用配變的柱上補償箱則屬于野外設備方式,其工作環境最為惡劣。


  野外設備的設備箱體直接與外界空氣環境觸摸,隔熱作用差,箱體内溫度變化劇烈,易呈現凝露現象,易受外界溫度、濕度、雨水、灰塵、小動物的攪擾,這些要素都影響到設備的牢靠性和壽數。


  a.溫度。近年來廠方供給的産品技能參數中,環境溫度的表述有所不同,有40℃、55℃、60℃、65℃等。筆者在夏日最酷熱時從前做過溫度測試實驗:在晴天氣溫為37℃時,對柱上補償箱測溫,箱體金屬殼體溫度可達59℃,箱體内空氣溫度可達45℃,箱體内固定件溫度可達48℃。顯然環境溫度參數為40℃的設備不能滿意要求,環境溫度為55℃的設備裕度不行。因為設備中受溫度影響最活絡的元件是電子電路元器材,而作為工業用的電子器材工作溫度一般為25~75℃,所以在充分考慮環境溫度并留有必定裕度的準則下,設備溫度參數以60℃及以上較适宜。


  b.濕度。在近年來廠方供給的産品技能參數中,相對濕度的表述也有不同,有的表述為“在溫度20℃時相對濕度不超越50%,在溫度40℃時相對濕度不超越90%”,有的表述為“在溫度40℃時相對濕度不超越90%”,有的表述為“相對濕度不超越80%”。根據柱上補償設備作為野外設備的狀況,以上相對濕度的要求都偏低,尤其是在蘇南區域,夏日梅雨季節濕度很大,所以相對濕度的參數應為95%較适宜。


  c.防雨、防塵和防凝露。防雨、防塵和防凝露功用的好壞與箱體的結構與密封狀況有關。從原理上講,處理防雨防塵的辦法和處理防凝露的辦法是有矛盾的。在相對狀況下,密封辦法越好則防雨防塵作用越好,而防箱體内部凝露的作用則越差,這是因為:在不是絕對密封的狀況下,因為箱體的呼吸不暢,在溫濕度變化大時,箱體内部的濕潤空氣不能對流,易在箱體内部凝露。所以在設備箱體的制造方面也應有較高的技能要求,要恰當地掌握好防雨防塵和防凝露之間的關系,合理地進步箱體的防護等級标準,使這兩個問題都能得到妥善處理。


  2.2.2設備自身元器材的牢靠性


  構成新式無功補償設備的首要元件有:主體元件(電力電容器)、操控維護檢測元件(CPU微機操控器及電子電路元件)、投切元件(開關等電工元件)3個部分。


  a.電力電容器。近年來制造廠家在産品原料和出産工藝上都做了顯着的改善,如10kV電力電容器以全膜或膜紙介質代替了曩昔的紙介質,以去毒化十二烷基苯代替了曩昔的氯化聯苯,選用了抽真空密封的工藝技能等,使電力電容器的質量和壽數有了大幅度的進步。别的還采取了集合式拼裝方式,可在室外設備運用,節約了占地面積,節省了出資。400V電容器也采取了抽真空密封工藝,并出産出自愈式金屬化薄膜電容器等産品來進步其牢靠性。但因為産品自身的性質和結構上的原因(如電容器在絕緣結構上要構成分層絕緣),它在絕緣方面的牢靠性不能與開關、絕緣支柱等元件相比,在運轉時操作不當會在電容器中發生湧流,從而對電容器發生不良影響。


  b.微機操控元件及電子電路元件。跟着電子技能的飛躍開展,這些元件已有較高的牢靠性及較長的壽數。根據運用環境的不同,這些元件的技能等級有顯着的差異,大緻可分為軍用、工業用、民用及普通4個等級。無功補償設備應選用工業用的電子電路元件。在電子電路元件中集成電路及其他半導體器材和電容器是影響牢靠性的要害器材,選用時更要注意其級别。耐受電壓參數和工作溫度參數關于牢靠性而言也比較重要,在具體挑選時應注意留有餘地,耐受電壓參數要進步一個層次選用,工作溫度參數要充分考慮環境溫度的影響。


  c.開關等電工元件。跟着制造工藝水平的大幅度進步和國家強制性質量認證系統的施行,400V無功補償設備的電工元件的牢靠性已能得到确保,選用時要選經國家3C認證的産品。


  在10kV無功補償設備中,以前的産品是用油斷路器來投切電容器的,不能滿意頻頻投切的需求。跟着高壓開關無油化技能的開展,10kV油斷路器已被真空斷路器和SF6斷路器代替。這兩種斷路器的電氣壽數和機械壽數長,都能夠滿意頻頻投切的要求。但真空斷路器在滅弧原理上會呈現截流過電壓的狀況,影響電容器的絕緣壽數,所以以選用SF6斷路器為宜。


  無論是10kV的無功補償設備仍是400V的無功補償設備,在投切電容器時都可能呈現湧流現象,這對電容器來說是不利的。現在的技能已經能處理這個問題,即使用微機操控設備對電壓和電流波形進行剖析,完成“過零投切”,也便是當電壓過零點時投入電容器組,當電流過零點時切除電容器組。挑選無功補償設備時,要注意對這項技能功用的挑選。

保定市北電電氣科技有限公司從事電力系統研發、生産、和銷售。主要産品有無功補償設備,無功補償模塊,高低壓無功補償,諧波治理設備,濾波補償裝置,柱上無功補償等。是專業的智能無功補償廠家,想要訂購10kv無功補償或者中頻爐諧波治理的,價格優惠,歡迎來電咨詢。