并联电容补偿装置的保护设置有哪些
2022-03-18
电网中的电力负荷如异步电动机、变压器、线路等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装电容器、同步发电机等无功补偿设备，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿 。并联电容器装置是配电系统中常用的补偿方式，我们一起就补偿容量、、补偿方式、额定电压、控制器、串联电抗器探讨一下。
一、补偿容量
变电站的电容器安装容量，应根据本地区电网无功规划和国家现行标准中有关规定经计算后确定，也可根据有关规定按变压器容量进行估算。若按主变压器容量选择时，建议按主变容量的10％～30％。
变电站中装设的并联电容器总容量确定以后，通常将电容器分成若干组再进行安装，分组原则主要是根据电压波动、负荷变化、电网背景谐波含量，以及设备技术条件等因素来确定。电容器分组投切时电压波动不宜超过母线额定电压的 2.5％，电压波动可按照下面公式进行计算：
△U=U×Q/sd
式中：Q—母线上所有运行的电容器组容量
Sd—母线三相短路容量
U—并联电容器装置投入前的母线电压
△U—母线电压升高值
当分组电容器按各种容量组合运行时，应避开谐振容量，不得发生谐波的严重放大和谐振，发生谐振的电容器容量，可按下式计算：
Q=Sd×（1/n²—K）
式中：Q—发生n次谐波谐振的电容器容量
Sd—并联电容器装置安装处的母线短路容量
N—谐波次数
K—电抗率
二、补偿方式
按照三相电容器是三相同时投切还是单相分别投切，无功电容器补偿分为三相共补、单相分补或既有三相共补又有单相分补的混合补偿。对于负荷全部是三相供电时，我们可以选取三相共补的投切方式。对于三相不平衡线路，如果采用三相电容器共相补偿时，取某相电流信号来判断功率因数，以此投切电容器，则对无功功率的补偿不够准确，会造成有的相过补偿，有的相欠补偿，变压器容量也得不到充分发挥，此时，我们则应当选择混合补偿方式，单相分补电容器的容量为总容量10%~20%。
三、额定电压
众所周知，电容器的输出容量与其运行电压的平方成正比（即 Q=ωCU2）,电容器运行在额定电压时，则输出额定容量，当运行电压低于额定电压时，则电容器的输出容量也就低于额定容量（俗称亏容）。因此，在选择电容器的额定电压时，如果安全裕度取值过大，则输出容量的亏损也大，所以应尽量使其接近额定电压。反之，如选择的电容器额定电压低于运行电压，将会造成电容器运行过载，如果长期过载运行，会使电容器内部介质产生局部放电，从而造成对电容器绝缘介质的损害。局部放电会使固体介质和液体介质分解，介质分解产生的臭氧和氮的氧化物等气体，将会使电容器的绝缘介质受到化学腐蚀，造成介质损耗增大，产生局部过热，进一步可能发展成绝缘击穿，使电容器损坏。选择电容器的额定电压可由公式求出计算值，再由电容器的标准系数中选取，电容器额定电压的计算公式如下：
Un=1.05×U/S×（1-k）×1.732
式中：En—单台电容器的额定电压
U—电容器接入点电网标称电压
S—电容器组每相的串联段数
K—电抗率
四、低压无功功率自动补偿控制器
1、产品分类
1）按取样物理量不同分为功率因数型、无功电流型、无功功率型。
2）按延时时间分为静态补偿控制器、动态补偿控制器。
3）按相数分为分相补偿控制器、三相补偿控制器。
2、功能要求
1）设置功能：应有投入及切除门限设定值、延时设定值、过电压保护设定值的设置功能；对可按设定程序投切的控制器应具有投切程序设置功能；面板功能键操作应具有容错功能；面板设置应有硬件及软件闭锁功能。
2）显示功能：具有工作电源、超前/滞后、输出回路工作状态、过电压保护动作的显示，带带有数字显示的控制器应有电网即运行参数及设定调显，对具有电压监测或统计功能的控制器应具有监测或统计数据调显等功能。
3、设置要求
控制器动作阈值是电容器组接通时的最小动作电流，按电容器组额定电流的0.62倍考虑。三相电容器二次动作电流为：
Iop=0.62×Q×1000/（U×nTA×1.732）
式中：Iop—二次动作电流
U—电容器组额定电压
Q—电容器组额定容量
nTA—电流互感器变比
