電容補償柜常見故障和排除措施.doc

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______________________________________________________________________________________________________________ 電容補償柜基本介紹 新柜調(diào)試前應將所有電容器斷開,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調(diào)節(jié)器沒接N線，會使其直接損壞及炸毀。 一.無功補償電容柜用途 　 TSC數(shù)字全自動動態(tài)無功功率補償裝置是一種具有國際先進水平、功能高度集成化的無功補償設備。它廣泛應用于機械制造、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)濟意義,為國家重點推薦的節(jié)約電能的高新技術(shù)項目。 二、無功補償電容柜的作用 功率補償裝置在電子供電系統(tǒng)中所承擔的作用是提高電網(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。所以無功功率補償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當，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系數(shù)，用戶如果沒有達到理想的功率因數(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: 　　1. 延時投切方式 　　延時投切方式即人們熟稱的"靜態(tài)"補償方式。這種投切依靠于傳統(tǒng)的接觸器的動作，當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，延時投切的目的在于防止接觸器過于頻繁的動作時，造成電容器損壞，更重要的是防備電容不停的投切導致供電系統(tǒng)振蕩，這是很危險的。當電網(wǎng)的負荷呈感性時，如電動機、電焊機等負載，這時電網(wǎng)的電流滯帶后電壓一個角度，當負荷呈容性時，如過量的補償裝置的控制器，這是時電網(wǎng)的電流超前于電壓的一個角度，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。當這個物理量滿足要求時，如cosΦ超前且>0.98，滯后且>0.95，在這個范圍內(nèi)，此時控制器沒有控制信號發(fā)出，這時已投入的電容器組不退出，沒投入的電容器組也不投入。當檢測到cosΦ不滿足要求時，如cosΦ滯后且<0.95，那么將一組電容器投入，并繼續(xù)監(jiān)測cosΦ如還不滿足要求，控制器則延時一段時間（延時時間可整定），再投入一組電容器，直到全部投入為止。當檢測到超前信號如cosΦ<0.98,即呈容性載荷時，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就要先切除。如果把延時時間整定為300s，而這套補償裝置有十路電容器組，那么全部投入的時間就為30分鐘，切除也是這樣。在這段時間內(nèi)無功損失補償只能是逐步到位。如果將延時時間整定的很短，或沒有設定延時時間，就可能會出現(xiàn)這樣的情況。當控制器監(jiān)測到cosΦ<0.95，迅速將電容器組逐一投入，而在投入期間，此時電網(wǎng)可能已是容性負載即過補償了，控制器則控制電容器組逐一切除，周而復始，形成震蕩，導致系統(tǒng)崩潰。是否能形成振蕩與負載的性質(zhì)有密切關(guān)系，所以說這個參數(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，再考慮補償效果。 　　2. 瞬時投切方式 　　瞬時投切方式即人們熟稱的"動態(tài)"補償方式，應該說它是半導體電力器件與數(shù)字技術(shù)綜合的技術(shù)結(jié)晶，實際就是一套快速隨動系統(tǒng)，控制器一般能在半個周波至1個周波內(nèi)完成采樣、計算，在2個周期到來時，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通，投切電容器組大約20-30毫秒內(nèi)就完成一個全部動作，這種控制方式是機械動作的接觸器類無法實現(xiàn)的。動態(tài)補償方式作為新一代的補償裝置有著廣泛的應用前景?，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)出很不錯的裝置。當然與國外同類產(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)電抗以達到補償無功損耗的目的。從原理上分析，這種方式響應速度快，閉環(huán)使用時，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，應該是非常理想的補償裝置了。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，價格也要高一些，再加一些技術(shù)的原因，這項技術(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。 　　作為補償裝置所采用的半導體器件一般都采用晶閘管，其優(yōu)點是選材方便，電路成熟又很經(jīng)濟。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，所以保護措施要完善。當解決了保護問題，作為電容器組投切開關(guān)應該是較理想的器件。動態(tài)補償?shù)难a償效果還要看控制器是否有較高的性能及參數(shù)，還有很重要的一項就是要求控制器要有良好的動態(tài)響應時間，準確的投切功率，還要有較高的自識別能力，這樣才能達到最佳的補償效果。 　　當控制器采集到需要補償?shù)男盘柊l(fā)出一個指令（投入一組或多組電容器的指令），此時由觸發(fā)脈沖去觸發(fā)晶閘管導通，相應的電容器組也就并人線路運行。需要強調(diào)的是晶閘管導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，半導體器件應該是無涌流投切。當控制指令撤消時，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。元器件可以選單項晶閘管反并聯(lián)或是雙向晶閘管，也可選適合容性負載的固態(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 　　實際上就是靜態(tài)與動態(tài)補償?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體器件。這種方式在一定程度上可做到優(yōu)勢互補，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，如工礦、小區(qū)、域網(wǎng)改造，比起單一的投切方式拓寬了應用范圍，節(jié)能效果更好。補償裝置選擇非等容電容器組，這種方式補償效果更加細致，更為理想。還可采用分相補償方式，可以解決由于線路三相不平行造成的損失。 　　4. 在無功功率補償裝置的應用方面，選擇那一種補償方式，還要依電網(wǎng)的狀況而定，首先對所補償?shù)木€路要有所了解，對于負荷較大且變化較快的情況，電焊機、電動機的線路采用動態(tài)補償，節(jié)能效果明顯。對于負荷相對平穩(wěn)的線路應采用靜態(tài)補償方式，也可使用動態(tài)補償裝置。一般電焊工作時間均在幾秒鐘以上，電動機啟動也在幾秒鐘以上，而動態(tài)補償?shù)捻憫獣r間在幾十毫秒，按40毫秒考慮則從40毫秒到5秒鐘之內(nèi)是一個相對的穩(wěn)態(tài)過程，動態(tài)補償裝置能完成這個過程。 四、運行中存在的問題 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償裝置柜上配置的無功功率自動補償控制器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 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420V左右。而低壓無功補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，電容器長期在高于其額定電壓狀態(tài)下運行，縮短了壽命。 4、電容器的容量和組數(shù)配置不當 生產(chǎn)廠家為了產(chǎn)品的統(tǒng)一規(guī)范，補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)場實際工作中，控制器設定的功率因數(shù)投入門限值是0.95（0.90-1.0可調(diào)），它根據(jù)用電負荷的功率因數(shù)自動投切電容器組數(shù)，假設在12KVAR×10組當中，當負荷的功率因數(shù)低于0.90時，控制器就發(fā)出指令投入電容器，而當投入了6組電容器后，又超出了控制器設定的限值0.95，此時，控制器又要發(fā)出指令退出2組電容器，當退出后又達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，造成頻繁投切，損壞電器設備。 5、補償裝置柜的外殼接地不重視 每張補償裝置柜里都安裝有三只過壓保護用的避雷器（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，有的是單獨引線接地，當有雷電波或過電壓侵入時，此時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，使得補償裝置柜外殼帶電。 6、低壓無功補償裝置柜要配置無功計量裝置 目前，普遍的生產(chǎn)廠家在裝配補償裝置柜（低壓配電柜）時，都沒有安裝無功計量表計，工作人員只能從控制器的顯示器上讀取實時的低壓功率因數(shù)值，不能掌握到月、年的平均功率因數(shù)值。 7、人員思想認識問題 一些電工認為，在配電變壓器端安裝低壓無功電容補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，有時一張柜上壞一個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償裝置柜配置的電容容量和組數(shù)要進行適當?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)在設定值范圍之內(nèi)，也延長了電器控制部分的機械壽命。特別注意的在調(diào)整電容器的容量之后，要即時對相應的控制和保護部分的電器設備作更換，如作單臺電容器短路保護的熔斷器熔芯也要根據(jù)電容器的容量來調(diào)整。 5、新安裝投運的補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)廠家在低壓無功補償裝置柜上安裝可以計量無功的表計，或者供電部門在該臺區(qū)安裝無功表或多功能計量表計，這樣才能對該臺區(qū)的無功情況進行掌控和考核。 7、對基層電工進行無功補償知識的普及宣傳，并結(jié)合現(xiàn)場低壓無功電容補償裝置柜的運行狀況，對臺區(qū)負責人進一步講解其工作原理，及投入電容無功補償?shù)暮锰帲瑥氐紫麄円郧邦^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、用萬用表檢查確認是否在主線（一次線）上有電壓，本項必須帶電操作，具體操作時需要特別小心和按規(guī)范操作； b、檢查取電壓用保護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、確認控制器是否有問題，有問題立即更換。 2、配電房進線柜電流指示表和控制器顯示電流值相差較大： 原因：電流變比設錯，或CT線沒接好及進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置的一致，若不一致需要重新設置為一樣； 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線有發(fā)熱嚴重或燒焦現(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的工作電流，是否與額定電流懸殊很大，在電壓正常時，如果電流懸殊很大，有可能是電容器損壞或者是現(xiàn)場諧波很嚴重，需要借助電能質(zhì)量分析儀測試后確認。 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，必需要對接線頭進行工藝處理。 c、檢查導線在設計時是否按標準來設計，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 2）機柜強度不夠 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的工作電流，是否與額定電流懸殊很大，在電壓正常時，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)場諧波很嚴重引起，需要借助電能質(zhì)量分析儀測試后確認。 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：諧波超標引起過流或電容器質(zhì)量不好 a、發(fā)現(xiàn)本現(xiàn)象后應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，需要對現(xiàn)場諧波進行處理，如果諧波不嚴重，可確認是電容器的問題，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）、電壓線接入對應控制器端子，按接線圖檢查接線并仔細檢查主線回路的相序。 b、控制器本身問題，如果確認是控制器的問題，即時協(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）負載無功量小未達投入門限 2）電流變比設錯 3）報警保護。 a、現(xiàn)場無功量太小，沒達到投入門限，屬于正常情況，僅需給客戶解釋就可以了。 b、電流變比不對，核對實際CT變比，重新設置為正確變比就可以了。 c、取樣參數(shù)報警，對回路保護，故不投入。 8、無涌流投切器上有控制信號但不動作： 原因：1）控制信號極性接反 2）主回路沒上電 3）缺相保護，熔絲燒斷 4）“N”線未接好。 a、控制信號極性是否接反，仔細檢查，并按正確極性將控制信號線接好。 b、主回路沒閉合，檢查無誤后給主回路上電。 c、某相無電壓（缺相），用萬用表測試，確認是缺相后，停電檢查。 d、＂N＂線沒接或沒接牢，將線路檢查后接好＂N＂線。 9、上電后控制器顯示超前： 原因：電壓或電流相序接反。 10、指示燈一直亮電容切不下來: 原因: 動補調(diào)節(jié)器可控硅擊穿或控制器壞 七、檢修電容柜注意事項 處理故障電容器時，應首先斷開電容器組的斷路器及其上、下隔離開關(guān)，此時，電容器組雖然已經(jīng)經(jīng)過放電線圈自行放電，但仍會有部分殘余電荷，為了人身安全，必須進行人工放電。放電時，應先將接地線的接地端與接地網(wǎng)固定好，再用接地棒多次對電容器端子短接接地放電，直至無火花和放電聲為止，最后將接地線固定好。方可接觸裝置一次元件。對具有多段串聯(lián)的電容器組，在人接觸之前還應將串聯(lián)段連接點對地短路放電。電容器如果是內(nèi)部斷線，熔絲熔斷或引線接觸不良，其兩極間還可能有殘余電荷，這樣在自動放電或人工放電時，它的殘余電荷是不會被放掉的。所以，運行或檢修人員在接觸故障電容器前，還應戴好絕緣手套，用短路線短接故障電容器的兩極，使其放電。　 -可編輯修改-