彭南瑞 袁艷豐
摘 要:電力系統(tǒng)工作運(yùn)行中會較多應(yīng)用電力電容器完成無功補(bǔ)償。然而,應(yīng)用階段中卻存在設(shè)備容易損耗并出現(xiàn)問題。本文對該現(xiàn)象展開研究,借助模型仿真,計算分析,針對電力電容器裝置投切操作導(dǎo)致的過電壓與過電流、諧波放大故障問題展開研究分析,探討了真正成因,并制定了有效的抑制策略。可確保用戶做到針對性處理,提升電力電容器運(yùn)行服務(wù)效率,確保其持久健康的服務(wù)應(yīng)用,發(fā)揮內(nèi)在功能價值,創(chuàng)設(shè)明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益,因此具有重要的實(shí)踐意義。
關(guān)鍵詞:電力電容器;損耗;成因;抑制措施
前言
電力系統(tǒng)服務(wù)運(yùn)行階段中,應(yīng)用電力電容器可實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償,進(jìn)而顯著、全面的提升功率因數(shù),有效的使電網(wǎng)系統(tǒng)有功損耗合理下降,還可有效提升高變壓裝置與電力線路總體容量的應(yīng)用率,降低電壓降。由于該功能作用,使之在電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了更為廣泛的服務(wù)應(yīng)用。然而,實(shí)踐工作中經(jīng)常出現(xiàn)較多使用環(huán)節(jié),電容器裝置不斷損壞的現(xiàn)象。基于電網(wǎng)電壓以及電流暫態(tài)屬性,開關(guān)重燃豐富性與較難捕捉的特點(diǎn),因而,大眾經(jīng)常不能精準(zhǔn)的明確電容器裝置不斷損壞的具體成因。僅能被動的送回廠家進(jìn)行檢驗或干脆將設(shè)備換掉,無法采用具有較強(qiáng)針對性的方式進(jìn)行預(yù)防處理。為使電力系統(tǒng)用戶在探究電容器事故現(xiàn)象有據(jù)可依,我們應(yīng)深入探究導(dǎo)致電容器故障的真正成因,并制定合理的防控抑制措施,便于有效的加以解決。
1 電力電容器損耗成因
電力電容器服務(wù)應(yīng)用階段中,斷路器投切將導(dǎo)致過電壓以及過電流現(xiàn)象,形成沖擊影響。同時,系統(tǒng)之中的諧波會在電力電容器支路形成明顯的放大影響。一些電力電容器裝置雖包含自保護(hù)功能,然而卻無法快速及時的發(fā)揮有效保護(hù)作用,效果并不明顯。另外,電力電容器自身質(zhì)量水平也會導(dǎo)致不良損耗問題。上述各類成因之中,電力電容器自身的因素導(dǎo)致的損耗問題,可借助對生產(chǎn)廠家一方提出高標(biāo)準(zhǔn)要求的方式進(jìn)行預(yù)防抑制。而對其他故障問題,則應(yīng)制定相適應(yīng)的預(yù)防治理措施。
1.1 投切過程過電壓、過電流現(xiàn)象
通過建立仿真模型,研究等值電路等環(huán)節(jié),我們不難看出,合閘之時,將對電力電容器裝置暫態(tài)過程形成作用影響。如果母線電壓在最高值的狀態(tài)進(jìn)行合閘,便會形成最大合閘過電流以及過電壓。而在母線相電壓數(shù)值為零的狀態(tài)進(jìn)行合閘,則會形成最低的合閘過電流以及過電壓。
串聯(lián)電抗器同樣會對電力電容器暫態(tài)形成作用影響。如果電抗率提升,則過電流幅值會降低。而在電抗率上升到一定水平后,則對于過電流的預(yù)防抑制效果并不明顯,高頻分量衰減提升,電力電容器裝置呈現(xiàn)出穩(wěn)態(tài)工作電壓升高的現(xiàn)象。
完成分閘后,由于電弧重燃因而會對電力電容器裝置暫態(tài)形成影響。單相重燃,使中性點(diǎn)對地形成過電壓,極間電壓水平較高,同時,對地電壓相加導(dǎo)致各電容器組形成了過電壓問題。
不論是兩相或是三相重燃,位于電力電容器極間均會形成高額過電壓。同時,重燃頻率越高,則極間過電壓也會越高,進(jìn)而較易形成電容器極間產(chǎn)生絕緣破壞問題。
最為嚴(yán)重的狀態(tài)之下,即電力電容器殘壓同電源系統(tǒng)電壓會出現(xiàn)瞬時值極性反差的現(xiàn)象,同時斷路器在斷口電壓值最大的狀態(tài)下,將導(dǎo)致斷路器進(jìn)行重燃的階段下,振蕩現(xiàn)象更為巨大,進(jìn)而會形成更龐大的振蕩充電電流,該電流較電力電容器投入之時涌流高出許多。雖持續(xù)期限不長,然而大量電流會導(dǎo)致電力電容器與限流電抗器呈現(xiàn)出過電流損壞的問題。
1.2 諧波放大導(dǎo)致過電壓、過電流現(xiàn)象
針對該類現(xiàn)象,我們同樣利用仿真分析得到相關(guān)結(jié)果。即伴隨串聯(lián)電力電抗器的擴(kuò)充,諧波逐步放大的倍數(shù)將持續(xù)下降。而在電抗率令電力電容器裝置支路在較低次諧波水平下顯現(xiàn)為感性,那么將杜絕諧波放大狀況。因而,可利用合理的選擇應(yīng)用串聯(lián)電力電抗器的方法,考量研究電容器以及電抗器具體的誤差。
由上述分析研究可明確,相同系統(tǒng)之中,如果選擇的電抗率不合理,則會導(dǎo)致諧波電流。位于電容器的回路以及系統(tǒng)阻抗之中形成并聯(lián)諧振,并會不斷明顯的放大,進(jìn)而會危及到電力電容器裝置可靠安全的使用運(yùn)行,并形成明顯的危害影響,該現(xiàn)象應(yīng)絕對的避免與杜絕。
倘若電力電容器裝置持久的運(yùn)行在諧波放大的環(huán)境下,將較易引發(fā)損耗問題。因而,可合理的優(yōu)化串聯(lián)電抗器裝置的電抗率,進(jìn)而快速的應(yīng)對處理該類故障問題。
2 電力電容器損耗有效抑制措施
針對電力電容器裝置損耗成因的分析研究,我們應(yīng)積極采用合理有效的措施進(jìn)行預(yù)防抑制,進(jìn)而合理明顯的緩解、控制電力電容器裝置的損耗量。
2.1 裝設(shè)避雷器裝置,預(yù)防操作過電流以及過電壓現(xiàn)象問題
當(dāng)前,電力系統(tǒng)之中普遍應(yīng)用的星形處理避雷器保護(hù)手段,僅能使電容器組其對地以及相間電壓合理控制限定至殘壓等級中。針對電力電容器裝置組極之間過電壓無法形成良好的保護(hù)效果。雖然,采用四支避雷器進(jìn)行接線保護(hù)的手段方式可對對地過電壓與相間過電壓均產(chǎn)生一定的良好保護(hù),然而,其對于避雷器系統(tǒng)的等級要求始終較高。同時,采用四支避雷器進(jìn)行抑制預(yù)防,其參數(shù)的協(xié)調(diào)配合存在一定難度。當(dāng)前,應(yīng)用該保護(hù)處理的方式有限。為此,我們適宜通過位于電力電容器組前串聯(lián)限流電抗器的處理接線方法,通過MOA連接到電力電容器裝置進(jìn)線一段,進(jìn)而完成對電容器組的安全保護(hù)管理。
2.2 應(yīng)用可調(diào)串聯(lián)電力電抗器裝置杜絕操作過電流與過電壓、諧波放大現(xiàn)象問題
依據(jù)下述標(biāo)準(zhǔn)原則合理的設(shè)置可調(diào)電力電抗器裝置,可有效的抑制操作過電流與過電壓現(xiàn)象,預(yù)防諧波放大問題。調(diào)節(jié)電力電抗器直到百分之六至百分之九的范疇中,可合理的限定合閘電流。進(jìn)行分閘處理之前,可調(diào)節(jié)電抗器裝置到歸零狀態(tài),進(jìn)而預(yù)防電弧重燃的問題。
如果在步入了穩(wěn)定可靠運(yùn)行的狀態(tài)后,同時沒有諧波或具體的諧波含量較低時,可調(diào)節(jié)電抗器電感歸零,便于電力電容器組上升到最高標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)償效率,并促進(jìn)電力電容器組極之間呈現(xiàn)最低的電壓水平。另外,可合理有效的協(xié)調(diào)各個電抗器的數(shù)值,預(yù)防對應(yīng)性的諧波問題。
2.3 應(yīng)用晶閘管進(jìn)行電容器組投切
在晶閘管完成開通前期,電力電容器裝置利用二極管進(jìn)行充電,其電源電壓達(dá)到正峰值的狀態(tài),符合預(yù)充電標(biāo)準(zhǔn)。因此,僅需要在電容器呈現(xiàn)電壓波動率為零的狀態(tài)下進(jìn)行投入,也可在晶閘管一段電壓數(shù)值在零的狀態(tài)下投入,進(jìn)而達(dá)到?jīng)_擊電流最低水平,合理應(yīng)對電力電容器裝置投入過程形成的電流沖擊現(xiàn)象。
3 結(jié)束語
電力系統(tǒng)運(yùn)行服務(wù)過程中,電容器為進(jìn)行務(wù)工補(bǔ)償?shù)暮诵钠骷?,因此?yīng)確保可靠安全的服務(wù)運(yùn)行。設(shè)計電容器無功補(bǔ)償系統(tǒng)裝置的過程中,應(yīng)全面考量電力電容器系統(tǒng)的科學(xué)配置,做好保護(hù)管理。優(yōu)選適應(yīng)性電抗器電抗率,采用適宜得當(dāng)?shù)谋芾灼魈幚斫泳€操作方案,預(yù)防形成串聯(lián)諧振問題或是并聯(lián)諧振現(xiàn)象,導(dǎo)致諧波不斷放大的問題。另外,應(yīng)盡量預(yù)防或避免投切導(dǎo)致的過電流以及過電壓倍數(shù)。
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