福建煤電股份有限公司 陳勇敏
高壓電容器補償技術(shù)在煤礦供電中的應用
福建煤電股份有限公司 陳勇敏
福建煤電昌福山煤礦中一采區(qū)變壓器沒有得到充分利用,且功率因數(shù)較低,為了改變這種狀況,提高礦井的用電效率,必須合理設(shè)置供電系統(tǒng),即在配置時選擇高壓電容補償器,提高功率因數(shù),降低電能的損耗。
1. 電容器的主要技術(shù)參數(shù)及主要技術(shù)性能指標。
(1)電容器的電容偏差不超過標稱值的±105%。
(2)電容器一般應用在周圍空氣溫度– 40 ~ + 40 ℃,安裝地點海拔不超過1 000 m的地區(qū)。
(3)電容器應允許在不超過1.1倍額定電壓下長期運行,并能在1.15倍額定電壓(瞬時電壓除外)下每晝夜運行不大于30 min。此時,軟性十二烷基苯浸漬電容器外殼最熱點的溫升允許15 ℃。為了延長電容器的使用壽命,電容器應維持在額定電流下運行(電容器的額定電流是指額定容量的電容器在正弦波形、額定頻率、額定電壓下所流過的電流)。
2. 電容器的主要組成部分。
(1)芯子。由數(shù)個單獨的元件和絕緣件疊壓而成,接成并聯(lián)或串聯(lián)。元件是由兩張錫箔及放在期間的數(shù)層電容器紙繞卷壓扁而成,或者是由兩張錫箔及放在期間的數(shù)層電容器紙和數(shù)層聚內(nèi)烯薄膜繞卷壓扁而成。
(2)箱殼。用薄鋼板密封焊接制成,箱蓋上有出線套管。箱壁兩側(cè)焊有供搬運和安裝用的吊攀,在一側(cè)吊件上裝有接地螺栓。
1. 電容器安裝容量確定。已知昌福山礦中一采區(qū)負荷功率P=1 500 kW,額定電壓為10.5 kV,補償前的功率因數(shù)為cosφ1=0.86,得出tanφ1=0.59。需提高功率因數(shù)到cosφ2=0.92,得出tanφ2=0.43,所需電容器的容量為Q,Kf為平均負荷系數(shù),取Kf=0.85;則Q=KfP(tanφ1-tanφ2)=204 kVar。
BFM-10.5-50-1型電容器額定容量QN=50 kVar。所需配置電容器數(shù)量n=Q / QN=204/50=4.08組。因為電壓為三相,所以取15組電容器,3組備用,總共18組。
2. 經(jīng)濟效益分析。
(1)若采區(qū)最大負荷P=1 500 kW,cosφ=0.86時,所需用變壓器S=P/cosφ=1 744.19 kV·A;若cosφ=0.92時,所需用變壓器S=P/cosφ=1 630.44 kV·A,可以看出,提高功率因數(shù)即可提高變壓器的利用率。
1. 電容器安全運行及保護。
(1)必須設(shè)置電容柜,以保證電容器的安全運行。
(2)必須設(shè)置熔斷器。熔斷器應能負擔在電容器壽命期間或定期更換期間的操作時的涌流,涌流峰值營部超過100In(In為電容器的額定電流有效值)。熔斷器所選熔絲的額定電流一般為被保護的電容器額定電流的1.5~1.6倍,以防止電容器油箱爆炸。
2. 電容器的使用及注意事項。
(1)嚴格檢查電容器組每相的負荷(可用安培表進行)。
(2)必須保證接有電容器的電氣線路上所有接觸處的可靠性,如,若線路接觸處出現(xiàn)故障,會損壞電容器,引發(fā)事故。
(3)電容器組每次從網(wǎng)路斷開,其放電應自動進行,并在10 min內(nèi)將其額定電壓的峰值剩余電壓降到75 V或更低。
(4)為了保護電容器組,自動放電裝置應經(jīng)常與電容器直接并聯(lián)(中間無斷路器、閘刀開關(guān)和熔斷器等)。
(5)在接觸自網(wǎng)路斷開的電容器的導電部分前,即使電容器已經(jīng)自動放電,也必須用有絕緣的接地金屬桿短接電容器的出線端進行單獨放電,確保放電完畢后,方可進行操作。
(6)電容器組在接通前用兆歐表檢查絕緣電阻。
(7)電容器自網(wǎng)路斷開后,不得立即重新接入。若要立即接入,應使其端頭上的電壓不高于額定電壓有效值的10%。
(8)在接通和斷開電容器時,應選用不能產(chǎn)生危險過電壓的開關(guān),并裝設(shè)能抑制危險過電壓的設(shè)備,開關(guān)的額定電流不應低于1.5倍電容器組額定電流。
(9)新的電容器和較長時間未使用的電容器在使用前,必須進行5~10 s的耐壓試驗。在試驗前后均要測量電容大小,如果電容有顯著增加,則不允許將電容器接入使用。
(10)為了避免損壞,在電容器被運至較遠的地方時必須包裝在包裝箱內(nèi),并且電容器之間、電容器與木箱內(nèi)壁間填充襯墊,謹防電容器發(fā)生直接碰撞;在運輸時,電容器應直立放置(套管向上),嚴禁直接提拿電容器套管進行搬運。
(11)電容器在保存期間應直立放置,套管向上,不允許不加支撐將一臺電容器疊置于另外一臺電容器上,避免灰塵直接落在電容器上,以及嚴防任何熱源的影響。
本文,筆者就福建煤電昌福山煤礦一采區(qū)中的實際問題,結(jié)合實踐情況,對高壓電容補償器裝著有關(guān)技術(shù)和電容器的保護及注意事項進行了分析和探討。采用高壓電容補償器裝置,提高了設(shè)備的利用效率,提高了功率因數(shù),降低了電能損耗,是一種經(jīng)濟合理且可行的方案,不僅為企業(yè)節(jié)省了大量資金,同時也提高了企業(yè)效益,值得進一步推廣和應用。