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电容补偿柜加装放电器的必要性

电容补偿柜加装放电器的必要性
早期电容补偿柜都装有白炽灯放电,或用白炽信号灯放电。

现在电容补偿柜另加装放电器的已不多,是不是当前技术发展了再装放电器已没有必要?本刊2008年11期有作者对电容补偿柜中配置放电灯作了论述。

类似文章在其他刊物也有作者提出对电容器要进行放电的问题及具体设置办法的文章。

但有一种观点认为现在电容器柜中可以不另装放电器,其理由是:现在无功补偿控制器绝大部分都具有先投先切,后投后切,循环投切的功能,电容器切除后已有足够放电时间;现在自愈式低压并联电容器都已装有放电电阻。

1.自愈式低压并联电容器靠内装放电电阻放电,电容器电压降到允许再投入电
压,放电时间约按200s考虑。

国标G B∕T 12747.1-2004《标称电压1kV及以下交流电力系流用自愈式并联电容器》要求:“电容器从电源上断开后应在3min内将√2 U N峰值电压降到75V或更低”。

电容器内所装放电电阻就是依据这一要求设计的。

该标准对电容器再投入允许剩余电压为:“电容器剩余电压降至10%额定电压才允许再投入”。

靠电容内所装放电电阻放电,电压降到允许再投入电压的放电时间,经计算:0.4kV电容器所需时间为236s,0.48kV电容器所需时间为217s,0.525kV电容器所需时间为208s。

又由于各制造厂考虑留有安全裕度,一般放电电阻采用值都比设计值要降低些,所以实际放电时间要比规定小一些。

综合以上情况这个时间折衷粗略取值可按200s考虑。

认为电容器切除后待放电200s后才允许再投入。

2.具有先投先切,后投后切,循环投切功能无功补偿控制器,并不能充分保证
电容器切除后已有足够的放电时间。

在实际运用中,电容器补偿装置安装容量比实际需要容量比较宽裕情况时,负荷又处在轻负荷时,无功补偿控制器才能发挥先投先切,后投后切,循环投切得理想功能,投切延时时间又设置确当,电容器切除后能够达到200s放电后再投入的安全要求。

如果电容器补偿装置安装容量比实际需要容量较接近或欠补情况时,电容器就不能保证有200s后再投入的情况发生。

举例说明:某台补偿柜共有12路电容器,电容器设置容量又不是太宽裕,在重负荷时12路电容器全部投入,当负荷减小,该切除的应是第一路电容器,其他11路电容器仍在运行中,过后负荷增加,控制器指令投电容器也仅有第一路电容器可以投入,就会发生这第一路电容器不足200s放电又投入。

在这种情况时先投先切,后投后切,循环投切是不起作用的。

有的控制器带有切除后強迫200s延时后才投入的功能,对这种控制器而言以上所述就不存在了。

但这种控制器会带来补偿效果欠缺的问题。

有好多高压计量的用户反映,功率因数经常补偿到0﹒96左右了,无功还欠补,每月还罚款。

这虽然主要是变压器本身无功没有补偿的缘故,但是负荷侧补偿不及时更是扩大了无功欠补量,这就是为什么強调补偿效果的原因。

3.电容器来不及放电到允许投入电压就投入的情况还可以在以下情况下发生
a)短时停电又送电
短时停电又送电发生在:初次启用、或检修后试投电源;夏天雷雨季节时的网路自动重合闸(沿海南方地区夏季经常发生);带电手动调试电容柜,隋意反复投、切电容器。

为防止以上情况电容器来不及放电又投入,要用快速放电器才能适用。

b)采用分相补偿
无功补偿控制器大部分只具备12路控制,最多的也不过16路,补偿装置设计一般按共补为主,这样留给分补进行控制的一般仅有6~9路,分配到每相也只有2~3路,2~3路电容器设置就很难保证做到切除后延时200s再投入,否则分补效果就不理想。

c)在采用优化投切,一步到位补偿方式时
一步到位补偿方式即需要补偿多少千乏,立即一步到位投入多少千乏电容器,切除时只留需要千乏的电容器,一步切除多余的电容器,反复不规则间隔投切,在这种情况下经常有才切除不久的电容器又要再投入。

举例说明:假设某电容柜一共6路,电容器补偿总容量为155kvar,各路电容器容量按8:4:2:1方式设置,各路电容器容量为:(1路)5kvar、(2路)10、(3路)20、(4路)40、(5路)40、(6路)40。

某时网路需要补偿127kvar,于是控制器优化运算后指令投入(1),(2),(3),(4),(5)路电容器共投电容器125kvar。

过后如果只需补偿52kvar了,于是切除多余的(1),(3),(4)路电容器,仅保留(2)(5)路50kvar电容器。

过后又要补偿75kvar时,于是指令(1),(3)路刚刚切除不久的电容器再次服役达到补偿容量75kvar 的需要。

(1),(3)路电容器很难保证放电到安全再投入电压的要求。

要采用快速放电才是安全的。

d)采用过零投入方案的复合开关或可控硅开关
采用过零投入的复合开关或可控硅电容器投切开关,如果电容器切除不久剩余电压仍很高时,网路电压虽为零投入,可控硅导通,电容器上较高剩余电压向网路放电,这样的放电电流对网路,对电容器都是有害的,并可能烧毁可控硅开关。

如果能保证做到电容器上确实剩余电压已在安全投入电压下去投入就不会发生以上问题。

事实上这种过零投入方式
的开关是无法保证的。

说明:目前已有二种采用非过零投入方案的可控硅电容器投切开关,电容器可以不需要放电就投入。

但对其装置的放电还必须满足本文4所述要求。

4.不另装放电器满足不了电容器装置国标所提出的放电要求
GB/T 22582—2008《电力电容器低压功率因数补偿装置》对放电要求:“可以通过每一电容器内部的(一体化的)放电电阻,或通过整个装置的外部放电器件,使电容器上的剩余电压在3min内从1.15√2 U N降至50V或更低”。

但G B /T 12747.1—2004《标称电压1kV及以下交流电力系统用自愈式并联电容器》对放电要求:“每一电容器单元和(或)组应备有使每一单元在3min内从√2 U N 的初始峰值电压放电到75V或更低……”。

前一标准把电压√2 U N增大到1.15√2 U N,放电终至电压从75V降低到50V,这无疑对放电要求更严了。

为此就会发生电容器按电容器标准制造是符合要求了,但该电容器装在装置上使用,按装置标准必须另装放电器才能满足。

除非所采用的电容器放电电阻已按1.15√2 U N放电到50V的特殊设计。

5. 新款FDL型、FDR型低压并联电容器放电器是二种性能较优越的放电器
目前低压并联电容器外加放电器有:发光二极管式电容器专用放电指示灯,(功耗大,降压电阻发烫,不宜于长期并联接入方式使用);电容器专用接触器附带一对常闭触点接通放电电阻;FDL(电感型),FDR(电阻型)系列放电器,(ZL 200920308408.X专利,杭州中琼电子有限公司生产)。

FD系列低压并联电容器专用放电器比其他型放电器有明显的特色,为放电器家族中增加了一种更合适的放电产品。

该产品具有:安装灵活方便,用接触器标准导轨卡装或4个螺钉固定安装;电阻型无功耗,电感型微功耗(仅4mA感性电流),温升仅几度;放电速度快,电容器从√2 U N初始峰值电压降到10%U N仅2s以下。

尤其L型跟电容器并联使用中间无过渡接触点,这是电容器产品国标J B/T 12747.1对放电器连接可靠性所提示的:“放电器应直接且永久性地与电容器相连接”。

6.结论
6.1本文分析了种种要装电容器放电器的必要性。

文章所提示的要点也未必已
尽然,运行工况有时较复什,难免不测。

不装放电器时要仔细推敲,但决不能抱侥幸或为了省事不负责任的不予顾及。

6.2有种说法:只在快速投切场合才应该加装快速放电器。

这种说法已顾及到
切电容器后注意放电的问题,快速投切必须要尽快放电,是认识上的进步。

但过于一概而论,不够全面。

有时还避免不了本文所叙述到的相关或其他问题,还是应该具体情况具体对待,更全面的去考虑对待。

6.3新款FDL,FDR型低压并联电容器放电器(注:本刊2010年第4期已有介
绍),是电容器放电器家族中性能较优越,值得推荐的新品种。

6.4有了合适的放电器,有些人曾建议电容补偿装置国家标准,把安全放电时
间降到1min或以下,使装置更有安全保证,已是非常方便可做到的事。

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