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無功功率自動補償儀的應用

所屬欄目:機械論文 發(fā)布日期:2011-05-19 17:10 熱度:

  摘要:現(xiàn)代用電企業(yè)中,功率因數(shù)是考核企業(yè)電力運行的重要指標,安裝無功補償電容器;是降低線路損耗,提高企業(yè)用電質(zhì)量,減少電壓降、增加電氣沒備出力的有效措施。
  本文介紹了無功補償?shù)脑砗妥饔,針對污水處理廠變電所低壓側(cè)無功補償?shù)默F(xiàn)狀和存在的問題,及時改進無功補償柜電容器的運行方法,對電容器的投入運行維護及故障處理進行分析,提出相應的措施。
  關(guān)鍵詞:無功補償,功率因數(shù),自動投切
  沈陽市北部污水處理廠是東北地區(qū)第一座大型污水處理廠,占地面積33.5公傾,匯水面積64平方公里,服務于200多萬人口。共有大型污水處理池和污泥處理池34座,污水泵房和污泥泵房12座,日處理污水40萬噸。采用2級生物化學處理工藝,其中20噸用A/O脫氮工藝處理,現(xiàn)有10萬噸水經(jīng)過深度處理后作為中水回用,給康平發(fā)電廠輸送作為發(fā)電廠水塔冷卻用,另一半采用普通活性污泥工藝處理后的水,注入衛(wèi)工明渠作為城市景觀用水,改變城市環(huán)境衛(wèi)生狀況和季節(jié)性農(nóng)田灌溉用水。消化后的污泥經(jīng)機械脫水后,作為農(nóng)業(yè)、園林、花卉和綠化用肥。將對治理我市水污染環(huán)境發(fā)揮重要積極的作用。建廠初期由于設備的原因,功率因數(shù)低沒有達標,經(jīng)常被電業(yè)局罰款,因此實行無功補償、提高功率因數(shù)迫在眉皆,當務之急必須解決。
  一、無功補償?shù)幕驹?br />   無功補償就是要提高系統(tǒng)、設備的功率因數(shù)。其基本原則是必須保證原負載的工作狀態(tài)不變。即:加至負載上的電壓和負載的有功功率不變。通過無功補償保證用電單位無功平衡,維持電力系統(tǒng)無功穩(wěn)定;提高用電單位電網(wǎng)、電壓的質(zhì)量,使用電單位電網(wǎng)無功穩(wěn)定,電壓優(yōu)化運行;提高功力因數(shù),改善用電單位電能質(zhì)量,提高用電企業(yè)的經(jīng)濟效益。
  合理的確定無功補償方式,無功補償容量,無功補償安置地點使補償效果最佳。防止過補償,即要防止低功率因數(shù)運行,又要防止在低谷負荷時間向電網(wǎng)送無功電量。
  提高功率因數(shù)的措施是在感性負載兩端并電容。在R、L、C相并聯(lián)的交流電路中,最有實際意義的是R和L串聯(lián)再和C并聯(lián)的電路在
  電力系統(tǒng)中,由于存在大量的感性負荷(相當于一個R-L串聯(lián)電路)如圖1所示,造成電壓U超前于電流I相位角為。相量圖如圖2所示。
1.jpg         2.jpg
  圖1并聯(lián)電容器電路               圖2相量圖
  而電容器等容性設備可提供容性負荷,其電流Ic超前于電壓900,相量圖如2所示,從圖2中可以看出,電流的感性分量和容性分量相位相反,感性負載并聯(lián)電容后,電路總電流I的感性無功分量減小,總電流I與電壓的相位差角為,由于小于,則>。使電路的功率因數(shù)得到提高,電路總電流I比IC減小,電路的部分無功Q=QL-QC達到無功補償?shù)哪康摹?br />   無功電源和有功電源一樣,是保證電能質(zhì)量和安全供電所不可缺少的。由于功率因數(shù)低和電壓降低會造成電器設備得不到充分利用,電能損耗增加,效率降低,限制了電力設備的用電能力,因此解決電力設備的無功電源容量不足,提高功率因數(shù),是保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的重要措施。
  
  S—視在功率、單位、千伏安KVA
  P—有功功率、單位、千瓦KW
  Q—無功功率、單位、千乏kvar
  如果電力網(wǎng)的有功負荷P不變,由于加裝一部分無功補償設備,使無功消耗由Q減少到時功率因數(shù)由提高到,那么就叫無功補償?shù)娜萘俊?br />   二、污水處理廠電網(wǎng)無功補償
  1.污水處理廠總開閉所無功補償?shù)默F(xiàn)狀
  污水處理廠電氣設備是經(jīng)沈陽市電業(yè)局設計并施工安裝的,負荷情況如下:
1.jpg
  由于總體工程并沒有驗收,所以電器設備運行后高低壓電容補償柜都沒有投入運行。污水處理廠正式投產(chǎn)運行后功率因數(shù)沒有達標(水廠屬于大工業(yè)用戶)要求功率因數(shù)在0.9以上,污水處理廠運行初期由于功率因數(shù)沒有達標,每年僅電費利率這一項就受電業(yè)局罰款在2萬元以上,提高功率因數(shù)減少無功損耗是考核污水處理廠運行達標的重要標準之一。
  2.對無功補償?shù)幕疽?br />   投入分變電容補償柜后應達到以下要求:
 。1)補償后功率因數(shù)應能達到~0.95。
 。2)采用在低壓側(cè)并聯(lián)電容器以自動投切和少量部分手動投切的方法。
  (3)不允許產(chǎn)生過補償無功倒送現(xiàn)象。
 。4)輕載分變少量補償,重負荷分變多組補償全部投入。
  3.電容補償實施方案
  首先在一個分變試運行,待運行穩(wěn)定后,再把全部分變的電容器柜投入運行。各個分變的功率因數(shù)值有了明顯的提高,從初期的0.8達到0.94,提高了14個百分點。
  三、運行中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象及處理
  隨著污水廠處理水量的增加,用電設備隨之增加,電力負荷也逐漸的增加,電容柜在運行的過程中,陸續(xù)出現(xiàn)以下幾種情況:
  1.四分變電容柜內(nèi),時常有熔絲擊穿、熔座燒損、
  經(jīng)過一段時間的運行,四分變電容柜內(nèi),時常有熔絲、熔座燒損、熔絲擊穿、壓接線端子螺絲松動,壓接端子點與壓接線脫落,壓線端子點發(fā)熱變色等現(xiàn)象。更為嚴重的是有一次電容柜內(nèi)三相熔絲擊穿,熔座全部燒損,造成三相對地短路,電容柜的熔絲擊穿,使供電系統(tǒng)瓦解,電容柜停電。
 。1)故障分析
  四分變負荷范圍主要有脫水機車間、消化池、沼汽、鍋爐及零散用電設備。由于脫水機車間,白天工作量大,用電負荷量大,到了夜間工作量比白天相對減小,用電負荷也就減少,四分變電容柜初始運行時全部投入,但到了夜間低峰負荷用電量相對減小。
  由于夜間用電量少,低峰負荷很小,電容器全部手動投入補償,補償量遠遠超過了應補償?shù)娜萘,發(fā)生了線路過補和電壓過高的現(xiàn)象,使供電的電壓質(zhì)量得不到保證,網(wǎng)絡電能損耗增大,破壞并縮短了電器元件的使用壽命(熔絲、熔座、接觸器、熱繼電器)。

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