電容補(bǔ)償柜常見故障及排除措施

精品文檔 1歡迎下載 電容補(bǔ)償柜基本介紹 新柜調(diào)試前應(yīng)將所有電容器斷開 并在不通電情況下測試主回路 相間通斷 和對 N 通斷 手動投切檢查一切正常后再將電容接上 無涌流投切器及動補(bǔ)調(diào)節(jié)器沒接 N 線 會使其直接損壞及炸毀 一 無功補(bǔ)償電容柜用途 TSC 數(shù)字全自動動態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置是一種具有國際先進(jìn)水 平 功能高度集成化的無功補(bǔ)償設(shè)備 它廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造 冶 金 礦山 鐵道 輕工 化工 建材 油田 港口 高層建筑 城 鎮(zhèn)小區(qū)等低壓配電網(wǎng) 對電力系統(tǒng)降損節(jié)能有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義 為國家重點(diǎn)推薦的節(jié)約電能的高新技術(shù)項(xiàng)目 二 無功補(bǔ)償電容柜的作用 功率補(bǔ)償裝置在電子供電系統(tǒng)中所承擔(dān)的作用是提高電網(wǎng)的功 率因數(shù) 降低供電變壓器及輸送線路的損耗 提高供電效率 改善 供電環(huán)境 所以無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可 缺少的非常重要的位置 合理的選擇補(bǔ)償裝置 可以做到最大限度 的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗 使電網(wǎng)質(zhì)量提高 反之 如選擇或使用不當(dāng) 可能造成供電系統(tǒng) 電壓波動 諧波增大等諸多因素 所以功率因 數(shù)是供電局非常在意的一個(gè)系數(shù) 用戶如果沒有達(dá)到理想的功率因 數(shù) 相對地就是在消耗供電局的資源 所以這也是為什么功率因數(shù) 是一個(gè)法規(guī)的限制 目前就國內(nèi)而言功率因數(shù)規(guī)定是必須介于電感 性的 0 9 1 之間 低于 0 9 或高于 1 0 都需要接受處罰 三 投切方式分類 精品文檔 2歡迎下載 1 延時(shí)投切方式 延時(shí)投切方式即人們熟稱的 靜態(tài) 補(bǔ)償方式 這種投切依靠于 傳統(tǒng)的接觸器的動作 當(dāng)然用于投切電容的接觸器專用的 它具有 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 動作時(shí) 造成電容器損壞 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 當(dāng)電網(wǎng)的負(fù)荷呈感性時(shí) 如電動機(jī) 電焊機(jī)等負(fù)載 這時(shí)電網(wǎng)的電流滯帶后電壓一個(gè)角度 當(dāng)負(fù)荷呈容 性時(shí) 如過量的補(bǔ)償裝置的控制器 這是時(shí)電網(wǎng)的電流超前于電壓 的一個(gè)角度 即功率因數(shù)超前或滯后是指電流與電壓的相位關(guān)系 通過補(bǔ)償裝置的控制器檢測供電系統(tǒng)的物理量 來決定電容器的投 切量 這個(gè)物理量可以是功率因數(shù)或無功電流或無功功率 下面就功率因數(shù)型舉例說明 當(dāng)這個(gè)物理量滿足要求時(shí) 如 cos 超前且 0 98 滯后且 0 95 在這個(gè)范圍內(nèi) 此時(shí)控制器沒 有控制信號發(fā)出 這時(shí)已投入的電容器組不退出 沒投入的電容器 組也不投入 當(dāng)檢測到 cos 不滿足要求時(shí) 如 cos 滯后且 0 95 那么將一組電容器投入 并繼續(xù)監(jiān)測 cos 如還不滿足要求 控制器則延時(shí)一段時(shí)間 延時(shí)時(shí)間可整定 再投入一組電容器 直 到全部投入為止 當(dāng)檢測到超前信號如 cos 0 98 即呈容性載荷 時(shí) 那么控制器就逐一切除電容器組 要遵循的原則就是 先投入 的那組電容器組在切除時(shí)就要先切除 如果把延時(shí)時(shí)間整定為 300s 而這套補(bǔ)償裝置有十路電容器組 那么全部投入的時(shí)間就為 30 分鐘 切除也是這樣 在這段時(shí)間內(nèi)無功損失補(bǔ)償只能是逐步到 精品文檔 3歡迎下載 位 如果將延時(shí)時(shí)間整定的很短 或沒有設(shè)定延時(shí)時(shí)間 就可能會 出現(xiàn)這樣的情況 當(dāng)控制器監(jiān)測到 cos 0 95 迅速將電容器組逐 一投入 而在投入期間 此時(shí)電網(wǎng)可能已是容性負(fù)載即過補(bǔ)償了 控制器則控制電容器組逐一切除 周而復(fù)始 形成震蕩 導(dǎo)致系統(tǒng) 崩潰 是否能形成振蕩與負(fù)載的性質(zhì)有密切關(guān)系 所以說這個(gè)參數(shù) 需要根據(jù)現(xiàn)場情況整定 要在保證系統(tǒng)安全的情況下 再考慮補(bǔ)償 效果 2 瞬時(shí)投切方式 瞬時(shí)投切方式即人們熟稱的 動態(tài) 補(bǔ)償方式 應(yīng)該說它是半導(dǎo) 體電力器件與數(shù)字技術(shù)綜合的技術(shù)結(jié)晶 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 現(xiàn)在很多開關(guān)行業(yè)廠都試 圖生產(chǎn) 制造這類裝置且有的生產(chǎn)廠已經(jīng)生產(chǎn)出很不錯(cuò)的裝置 當(dāng) 然與國外同類產(chǎn)品相比從性能上 元器件的質(zhì)量 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上還有 一定的差距 動態(tài)補(bǔ)償?shù)木€路方式 1 這種方式采用電感與電容的串聯(lián)接法 調(diào)節(jié)電抗以達(dá)到補(bǔ)償 無功損耗的目的 從原理上分析 這種方式響應(yīng)速度快 閉環(huán)使用 時(shí) 可做到無差調(diào)節(jié) 使無功損耗降為零 從元件的選擇上來說 精品文檔 4歡迎下載 根據(jù)補(bǔ)償量選擇 1 組電容器即可 不需要再分成多路 既然有這么 多的優(yōu)點(diǎn) 應(yīng)該是非常理想的補(bǔ)償裝置了 但由于要求選用的電感 量值大 要在很大的動態(tài)范圍內(nèi)調(diào)節(jié) 所以體積也相對較大 價(jià)格 也要高一些 再加一些技術(shù)的原因 這項(xiàng)技術(shù)到目前來說還沒有被 廣泛采用或使用者很少 2 采用電力半導(dǎo)體器件作為電容器組的投切開關(guān) 較常采用的 接線方式如圖 2 圖中 BK 為半導(dǎo)體器件 C1 為電容器組 這種接線 方式采用 2 組開關(guān) 另一相直接接電網(wǎng)省去一組開關(guān) 有很多優(yōu)越 性 作為補(bǔ)償裝置所采用的半導(dǎo)體器件一般都采用晶閘管 其優(yōu)點(diǎn) 是選材方便 電路成熟又很經(jīng)濟(jì) 其不足之處是元件本身不能快速 關(guān)斷 在意外情況下容易燒毀 所以保護(hù)措施要完善 當(dāng)解決了保 護(hù)問題 作為電容器組投切開關(guān)應(yīng)該是較理想的器件 動態(tài)補(bǔ)償?shù)?補(bǔ)償效果還要看控制器是否有較高的性能及參數(shù) 還有很重要的一 項(xiàng)就是要求控制器要有良好的動態(tài)響應(yīng)時(shí)間 準(zhǔn)確的投切功率 還 要有較高的自識別能力 這樣才能達(dá)到最佳的補(bǔ)償效果 當(dāng)控制器采集到需要補(bǔ)償?shù)男盘柊l(fā)出一個(gè)指令 投入一組或多 組電容器的指令 此時(shí)由觸發(fā)脈沖去觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通 相應(yīng)的電容 器組也就并人線路運(yùn)行 需要強(qiáng)調(diào)的是晶閘管導(dǎo)通的條件必須滿足 其所在相的電容器的端電壓為零 以避免涌流造成元件的損壞 半 導(dǎo)體器件應(yīng)該是無涌流投切 當(dāng)控制指令撤消時(shí) 觸發(fā)脈沖隨即消 失 晶閘管零電流自然關(guān)斷 關(guān)斷后的電容器電壓為線路電壓交流 精品文檔 5歡迎下載 峰值 必須由放電電阻盡快放電 以備電容器再次投入 元器件可 以選單項(xiàng)晶閘管反并聯(lián)或是雙向晶閘管 也可選適合容性負(fù)載的固 態(tài)接觸器 這樣可以省去過零觸發(fā)的脈沖電路 從而簡化線路 元 件的耐壓及電流要合理選擇 散熱器及冷卻方式也要考慮周全 3 混合投切方式 實(shí)際上就是靜態(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) 但就其控制技術(shù) 目前還未見到完善的 控制軟件 該方式用于通常的網(wǎng)絡(luò) 如工礦 小區(qū) 域網(wǎng)改造 比 起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行造成的損失 4 在無功功率補(bǔ)償裝置的應(yīng)用方面 選擇那一種補(bǔ)償方式 還 要依電網(wǎng)的狀況而定 首先對所補(bǔ)償?shù)木€路要有所了解 對于負(fù)荷 較大且變化較快的情況 電焊機(jī) 電動機(jī)的線路采用動態(tài)補(bǔ)償 節(jié) 能效果明顯 對于負(fù)荷相對平穩(wěn)的線路應(yīng)采用靜態(tài)補(bǔ)償方式 也可 使用動態(tài)補(bǔ)償裝置 一般電焊工作時(shí)間均在幾秒鐘以上 電動機(jī)啟 動也在幾秒鐘以上 而動態(tài)補(bǔ)償?shù)捻憫?yīng)時(shí)間在幾十毫秒 按 40 毫秒 考慮則從 40 毫秒到 5 秒鐘之內(nèi)是一個(gè)相對的穩(wěn)態(tài)過程 動態(tài)補(bǔ)償裝 置能完成這個(gè)過程 四 運(yùn)行中存在的問題 1 電源安裝接線不規(guī)范 精品文檔 6歡迎下載 新購置的低壓無功補(bǔ)償裝置柜 由于生產(chǎn)廠家的不同 在安裝 電源線的接線方法上也不相同 主要與廠家在低壓無功補(bǔ)償裝置柜 上配置的無功功率自動補(bǔ)償控制器 JKG 系列 簡稱 控制器 的取 樣檢測信號電源有關(guān) 有的儀器的取樣電流和取樣電壓要同相 有 的是不要求同相 2 取樣檢測信號倍率選擇不當(dāng) 取樣用的電流互感器 有的選擇的 CT 倍率過大 使得控制器 的取樣的二次電流過小 處于 欠流 指示狀態(tài) 有的選擇的 CT 倍率 過小 使得控制器的取樣的二次電流過大 控制器的取樣檢測信號 電流一般不超過 5A 否則就會燒壞控制器的塑料接線端子和內(nèi)部原 件 3 電容器的額定電壓偏低 2000 年之前生產(chǎn)的低電壓并聯(lián)電容器的額定電壓大多數(shù)是 400V 而隨著農(nóng)網(wǎng)改造和電能質(zhì)量的不斷提高 目前 電網(wǎng)電壓特 別是配電變壓器的首端 電源電壓一般都要超過 400V 有的達(dá) 420V 左右 而低壓無功補(bǔ)償裝置柜都是安裝在配電變壓器低壓線母線側(cè) 處于電源的最前端 此時(shí) 電容器長期在高于其額定電壓狀態(tài)下運(yùn) 行 縮短了壽命 4 電容器的容量和組數(shù)配置不當(dāng) 生產(chǎn)廠家為了產(chǎn)品的統(tǒng)一規(guī)范 補(bǔ)償裝置柜里安裝的電容器都 是統(tǒng)一容量 如 10KVAR 12 組 12KVAR 10 組 14KVAR 8 組等 而現(xiàn)場實(shí)際工作中 控制器設(shè)定的功率因數(shù)投入門限值是 精品文檔 7歡迎下載 0 95 0 90 1 0 可調(diào) 它根據(jù)用電負(fù)荷的功率因數(shù)自動投切電容 器組數(shù) 假設(shè)在 12KVAR 10 組當(dāng)中 當(dāng)負(fù)荷的功率因數(shù)低于 0 90 時(shí) 控制器就發(fā)出指令投入電容器 而當(dāng)投入了 6 組電容器后 又 超出了控制器設(shè)定的限值 0 95 此時(shí) 控制器又要發(fā)出指令退出 2 組電容器 當(dāng)退出后又達(dá)不到所要求的功率因值 控制器又要發(fā)出 指令投入電容器 如此反復(fù) 造成頻繁投切 損壞電器設(shè)備 5 補(bǔ)償裝置柜的外殼接地不重視 每張補(bǔ)償裝置柜里都安裝有三只過壓保護(hù)用的避雷器 FYS 0 22 有的廠家是將避雷器的接地端與柜體外殼直接相連 有的 是單獨(dú)引線接地 當(dāng)有雷電波或過電壓侵入時(shí) 此時(shí)的避雷器的接 地就成了工作接地 有的柜體外殼根本就沒接地或接地電阻達(dá)不到 要求 造成很多避雷器泄放電流不暢而爆炸損壞 使得補(bǔ)償裝置柜 外殼帶電 6 低壓無功補(bǔ)償裝置柜要配置無功計(jì)量裝置 目前 普遍的生產(chǎn)廠家在裝配補(bǔ)償裝置柜 低壓配電柜 時(shí) 都沒有安裝無功計(jì)量表計(jì) 工作人員只能從控制器的顯示器上讀取 實(shí)時(shí)的低壓功率因數(shù)值 不能掌握到月 年的平均功率因數(shù)值 7 人員思想認(rèn)識問題 一些電工認(rèn)為 在配電變壓器端安裝低壓無功電容補(bǔ)償裝置柜 會增加臺區(qū)的低壓線損 對他們沒利 所以有很多的電容柜人為的 不去投運(yùn) 有時(shí)一張柜上壞一個(gè)很小的零配件就將整柜退出 造成 大量的電容柜閑置 精品文檔 8歡迎下載 五 解決方案 1 電源線首先要根據(jù)電容補(bǔ)償裝置柜配置的全部電容器的容量 即總的額定電流之和的 1 5 倍來選擇電源導(dǎo)線的截面積 其最小截 面積不得小于 50m 塑銅線 電源線兩端連接一定要用銅鼻壓接 保證接觸面連接可靠 2 安裝接線之前一定要先看清楚電容補(bǔ)償裝置柜上配置的控制 器的安裝接線圖 即 控制器的工作電源有 220V 380V 分清檢測 信號是取同相還是不同相 取樣用的電流互感器一般都是采用 LMZJ1 0 5 5 系列的 要穿在低壓負(fù)荷的總電流側(cè) 電流互感器的 一次側(cè)電流的容量選擇 要根據(jù)該配變低壓側(cè)總負(fù)荷的 120 150 來確定 否則 該控制器是不能正確動作的 3 對原裝的低壓無功補(bǔ)償裝置柜配置的電容容量和組數(shù)要進(jìn)行 適當(dāng)?shù)恼{(diào)整 如 12KVAR 10 組的改造為6KVAR 2 8KVAR 2 12KVAR 4 16KVAR 2等 總電容器組數(shù)未變 將單臺大容量的改為多臺小容量 讓控制器好 靈活機(jī)動的選擇投入的容量和組數(shù) 確保該臺區(qū)的低壓功率因數(shù)在 設(shè)定值范圍之內(nèi) 也延長了電器控制部分的機(jī)械壽命 特別注意的 在調(diào)整電容器的容量之后 要即時(shí)對相應(yīng)的控制和保護(hù)部分的電器 設(shè)備作更換 如作單臺電容器短路保護(hù)的熔斷器熔芯也要根據(jù)電容 器的容量來調(diào)整 精品文檔 9歡迎下載 5 新安裝投運(yùn)的補(bǔ)償裝置柜一定要將柜體外殼與大地作可靠 連接 最好是將避雷器的接地端用不小于 10m 的塑銅線或 16m 塑 鋁線直接和大地相連 并符合接地電阻要求 6 建議生產(chǎn)廠家在低壓無功補(bǔ)償裝置柜上安裝可以計(jì)量無功的 表計(jì) 或者供電部門在該臺區(qū)安裝無功表或多功能計(jì)量表計(jì) 這樣 才能對該臺區(qū)的無功情況進(jìn)行掌控和考核 7 對基層電工進(jìn)行無功補(bǔ)償知識的普及宣傳 并結(jié)合現(xiàn)場低壓 無功電容補(bǔ)償裝置柜的運(yùn)行狀況 對臺區(qū)負(fù)責(zé)人進(jìn)一步講解其工作 原理 及投入電容無功補(bǔ)償?shù)暮锰?徹底消除他們以前頭腦中的一 些誤會 六 電容柜故障原因及分析 1 主回路上電 控制器無顯示 原因 1 電源是否引入到控制器 2 控制器壞了 a 用萬用表檢查確認(rèn)是否在主線 一次線 上有電壓 本項(xiàng) 必須帶電操作 具體操作時(shí)需要特別小心和按規(guī)范操作 b 檢查取電壓用保護(hù)熔絲有否接上及是否壞掉 在非帶電狀 態(tài)下檢查并接牢固 c 控制器取電壓接線端子是否接緊 在非帶電狀態(tài)下檢查并 接牢固 d 確認(rèn)控制器是否有問題 有問題立即更換 2 配電房進(jìn)線柜電流指示表和控制器顯示電流值相差較大 原因 電流變比設(shè)錯(cuò) 或 CT 線沒接好及進(jìn)線柜電流指示表是否已壞 精品文檔 10歡迎下載 a 檢查主線上的 CT 變比是否和控制器上設(shè)置的一致 若不 一致需要重新設(shè)置為一樣 b 檢查主線上的 CT 引線是否和控制器的端子接牢固 并確 認(rèn)電流信號傳輸?shù)娇刂破?否則檢查線路 3 與電容器連接的回路導(dǎo)線有發(fā)熱嚴(yán)重或燒焦現(xiàn)象 原因 接線端末接緊或過流 a 用合適檔位電流鉗卡該路電容投上時(shí)的工作電流 是否與額 定電流懸殊很大 在電壓正常時(shí) 如果電流懸殊很大 有可能是電 容器損壞或者是現(xiàn)場諧波很嚴(yán)重 需要借助電能質(zhì)量分析儀測試后 確認(rèn) b 該電容支路的相關(guān)接頭是否接緊或者壓緊 需要在不帶電狀 態(tài)下檢查 必需要對接線頭進(jìn)行工藝處理 c 檢查導(dǎo)線在設(shè)計(jì)時(shí)是否按標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì) 一般銅線按每平方毫 米通 5 安電流來選 4 電抗器噪音很大 原因 1 諧波超標(biāo) 2 機(jī)柜強(qiáng)度不夠 3 電抗器質(zhì)量問題 a 用合適檔位電流鉗卡該路電容投上時(shí)的工作電流 是否與額 定電流懸殊很大 在電壓正常時(shí) 如果電流懸殊很大 電抗器噪音 很大有可能是電流大或者是現(xiàn)場諧波很嚴(yán)重引起 需要借助電能質(zhì) 量分析儀測試后確認(rèn) b 如果在正常工作電流下 電抗器噪音很大 可以確定是電抗 精品文檔 11歡迎下載 器本身的問題或者是與電容柜發(fā)生諧振 5 電容器鼓包或者有 冒油 現(xiàn)象 原因 諧波超標(biāo)引起過流或電容器質(zhì)量不好 a 發(fā)現(xiàn)本現(xiàn)象后應(yīng)立即將該組電容器切掉 并更換新電容 在 未確定損壞原因前不能再投電容 以免再次損壞 b 用電能質(zhì)量分析儀測試現(xiàn)場諧波情況 如果諧波超標(biāo) 需要 對現(xiàn)場諧波進(jìn)行處理 如果諧波不嚴(yán)重 可確認(rèn)是電容器的問題 還是屬于正常損壞 6 控制器功率因數(shù)顯示異常 原因 1 電壓或電流線相序接反 2 控制器壞 a 未按接線圖將 A B C 相 CT 線 電流線 電壓線接入對應(yīng) 控制器端子 按接線圖檢查接線并仔細(xì)檢查主線回路的相序 b 控制器本身問題 如果確認(rèn)是控制器的問題 即時(shí)協(xié)調(diào) 以 最快速度更換上 7 功率因數(shù)很低 控制器仍不投入 原因 1 負(fù)載無功量小未達(dá)投入門限 2 電流變比設(shè)錯(cuò) 3 報(bào)警 保護(hù) a 現(xiàn)場無功量太小 沒達(dá)到投入門限 屬于正常情況 僅需給 客戶解釋就可以了 b 電流變比不對 核對實(shí)際 CT 變比 重新設(shè)置為正確變比