電容補(bǔ)償柜常見故障和排除措施.doc

WORD格式整理 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(duì)“N”通斷；手動(dòng)投切檢查一切正常后再將電容接上，無涌流投切器及動(dòng)補(bǔ)調(diào)節(jié)器沒接N線，會(huì)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(dòng)動(dòng)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(duì)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(dòng)，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(duì)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0.91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: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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(hào)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(hào)如cos0.98,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(huì)出現(xiàn)這樣的情況。當(dāng)控制器監(jiān)測到cos0.95，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(dòng)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(dòng)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(hào)了。通過脈沖信號(hào)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(dòng)作，這種控制方式是機(jī)械動(dòng)作的接觸器類無法實(shí)現(xiàn)的。動(dòng)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?，F(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(dòng)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，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(dòng)態(tài)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，所以體積也相對(duì)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(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)难a(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(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間，準(zhǔn)確的投切功率，還要有較高的自識(shí)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?hào)發(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(dòng)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(shì)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(duì)所補(bǔ)償?shù)木€路要有所了解，對(duì)于負(fù)荷較大且變化較快的情況，電焊機(jī)、電動(dòng)機(jī)的線路采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，節(jié)能效果明顯。對(duì)于負(fù)荷相對(duì)平穩(wěn)的線路應(yīng)采用靜態(tài)補(bǔ)償方式，也可使用動(dòng)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(dòng)機(jī)啟動(dòng)也在幾秒鐘以上，而動(dòng)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(duì)的穩(wěn)態(tài)過程，動(dòng)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 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(dòng)補(bǔ)償控制器JKG系列（簡稱：控制器）的取樣檢測信號(hào)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(hào)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(hào)電流一般不超過5A，否則就會(huì)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10KVAR12組、12KVAR10組、14KVAR8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(dòng)投切電容器組數(shù)，假設(shè)在12KVAR10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(shí)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(huì)增加臺(tái)區(qū)的低壓線損，對(duì)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。 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(hào)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(dòng)作的。 3、對(duì)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12KVAR10組的改造為6KVAR2+8KVAR2+12KVAR4+16KVAR2等，總電容器組數(shù)未變，將單臺(tái)大容量的改為多臺(tái)小容量，讓控制器好靈活機(jī)動(dòng)的選擇投入的容量和組數(shù)。確保該臺(tái)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(duì)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(tái)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。 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(tái)區(qū)安裝無功表或多功能計(jì)量表計(jì)，這樣才能對(duì)該臺(tái)區(qū)的無功情況進(jìn)行掌控和考核。 7、對(duì)基層電工進(jìn)行無功補(bǔ)償知識(shí)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(duì)臺(tái)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)暮锰帲瑥氐紫麄円郧邦^腦中的一些誤會(huì)。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。 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(hào)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(duì)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(duì)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(duì)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)