En la parte de distribución de energía de bajo voltaje, hay gabinetes de línea entrante, gabinetes de línea saliente y, por supuesto, gabinetes de compensación de capacitores. Entonces, ¿cuál es el papel de los gabinetes de compensación de condensadores? Como su nombre indica, desempeñan la función de compensación de condensadores. Primero veamos el principio de compensación del condensador. Al realizar la compensación, el condensador y la carga se conectan en paralelo. El condensador es como un banco de baterías. Cuando aumenta la carga, debido a la resistencia interna de la fuente de alimentación, el voltaje de salida de la fuente de alimentación caerá porque ambos extremos del capacitor necesitan mantener el voltaje original, es decir, parte de la batería en el capacitor sale, lo que retrasa la tendencia descendente de la tensión. Este es el principio de compensación de condensadores.
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1. Principio de compensación del condensador de potencia.
En principio, un condensador equivale a un generador que genera corriente reactiva capacitiva. El principio de compensación de potencia reactiva es conectar un dispositivo con una carga de potencia capacitiva y una carga de potencia inductiva en paralelo en el mismo condensador, y la energía se convierte entre las dos cargas. De esta manera, se reduce la carga en los transformadores y líneas de transmisión de la red, aumentando así la capacidad activa de salida. Bajo la condición de generar una cierta potencia activa, se reduce la pérdida del sistema de suministro de energía. En comparación, los condensadores son la forma más fácil y económica de reducir la carga en transformadores, sistemas de suministro de energía y distribución industrial. Por lo tanto, es imperativo que los condensadores se utilicen como compensación de potencia reactiva en los sistemas eléctricos. En la actualidad es muy común utilizar condensadores en paralelo como dispositivos de compensación de potencia reactiva.
2. Características de la compensación del condensador de potencia.
ventaja
El dispositivo de compensación de potencia reactiva del condensador de potencia tiene las características de fácil instalación y ubicación de instalación conveniente; pequeña pérdida de potencia activa (sólo alrededor del 0.4% de la capacidad nominal); corto período de construcción; pequeña inversión; sin piezas giratorias, fácil operación y mantenimiento; si los bancos de condensadores individuales se dañan, no afecta el funcionamiento de todo el banco de condensadores ni otras ventajas.
defecto
Las desventajas del dispositivo de compensación de potencia reactiva del condensador de potencia son: solo puede realizar un ajuste escalonado, pero no puede realizar un ajuste suave; mala ventilación, una vez que la temperatura de funcionamiento del condensador es superior a 70 grados, es propenso a expandirse y explotar; características de voltaje deficientes, estabilidad deficiente ante cortocircuitos. Hay carga residual después de la extracción; la precisión de la compensación de potencia reactiva es baja y afecta fácilmente el efecto de compensación; la gestión del funcionamiento del condensador de compensación es difícil y la cuestión del funcionamiento seguro del condensador no se toma en serio, etc.
3. Método de compensación de potencia reactiva
Compensación de dispersión de alta presión
La compensación de dispersión de alto voltaje es en realidad un capacitor de compensación de potencia reactiva instalado en el lado de alto voltaje de un solo transformador para mejorar la calidad del voltaje de la fuente de alimentación. Se utiliza principalmente en la distribución urbana de energía de alto voltaje.
Compensación centralizada de alta tensión
La compensación centralizada de alto voltaje se refiere al método de compensación en el que se instalan capacitores en el bus de alto voltaje de 6 kV ~ 10 kV en la subestación o en la subestación reductora del usuario; El condensador también se puede instalar en el bus de bajo voltaje en la sala de distribución principal del usuario, lo cual es adecuado para aplicaciones donde la carga está concentrada y alejada del bus de distribución. Cuando el propio usuario tiene una determinada carga de alto voltaje en un lugar cercano con una gran capacidad de compensación, puede reducir el consumo de energía reactiva del sistema eléctrico y desempeñar un cierto papel de compensación. Sus ventajas son que es fácil de implementar la conmutación automática, puede mejorar razonablemente el factor de potencia del usuario, tiene una alta tasa de utilización, menos inversión, es fácil de mantener y es fácil de ajustar para evitar la sobrecompensación y mejorar la calidad del voltaje. Sin embargo, el beneficio económico de este método de compensación es pobre.
Compensación de dispersión de baja presión
La compensación de la dispersión de bajo voltaje se basa en los requisitos de potencia reactiva de los equipos eléctricos individuales. Los bancos de condensadores de bajo voltaje, uno o varios, se instalan dispersos cerca del equipo eléctrico para compensar la potencia reactiva de todas las líneas y transformadores de alto y bajo voltaje frente al lugar de instalación. fuerza. La ventaja es que cuando el equipo eléctrico está funcionando, se coloca la compensación de potencia reactiva, y cuando el equipo eléctrico está fuera de servicio, también se retira el equipo de compensación, lo que puede reducir el flujo de potencia reactiva en la red de distribución y los transformadores, por lo que reducir las pérdidas de potencia activa; Puede reducir la sección transversal del cable de la línea y la capacidad del transformador, ocupa poco espacio. Las desventajas son una baja tasa de utilización y una gran inversión. No es adecuado para motores de operación de velocidad variable, operación de avance y retroceso, avance lento, calado y frenado en retroceso.
Compensación centralizada de baja tensión
La compensación centralizada de bajo voltaje se refiere a conectar capacitores de bajo voltaje al lado del bus de bajo voltaje del transformador de distribución a través de un interruptor de bajo voltaje, usar el dispositivo de conmutación de compensación de potencia reactiva como dispositivo de control y protección y controlar directamente la conmutación de los condensadores según la potencia reactiva en el bus de baja tensión. La conmutación de condensadores se realiza como un grupo completo y no se puede ajustar suavemente. Ventajas de la compensación de bajo voltaje: cableado simple, pequeña carga de trabajo de operación y mantenimiento, equilibrio de la potencia reactiva localmente, mejorando así la utilización del transformador de distribución, reduciendo las pérdidas de la red y siendo altamente económico. Es uno de los métodos comúnmente utilizados en la compensación de potencia reactiva. .
4. Cálculo de la capacidad de compensación del condensador.
La capacidad de compensación de potencia reactiva debe determinarse de acuerdo con la curva de potencia reactiva o el método de cálculo de compensación de potencia reactiva. La fórmula de cálculo es la siguiente:
Control de calidad=p(tgφ1-tgφ2) o control de calidad=pqc(1)
En la fórmula:
Qc: Capacidad del condensador de compensación;
P: potencia activa de carga;
COSφ1: Factor de potencia de precarga de compensación;
COSφ2: factor de potencia de carga después de la compensación;
qc: tasa de compensación de potencia reactiva, kvar/kw.
5. Funcionamiento seguro de los condensadores de potencia.
1. Corriente de funcionamiento permitida
Durante el funcionamiento normal, el condensador debe funcionar a la corriente nominal, la corriente operativa máxima no debe exceder 1,3 veces la corriente nominal y la diferencia de corriente trifásica no debe exceder el 5%.
2. Voltaje de funcionamiento permitido
Los condensadores son muy sensibles al voltaje, porque la pérdida del condensador es proporcional al cuadrado del voltaje. La sobretensión provocará un calentamiento grave del condensador y el aislamiento del condensador acelerará el envejecimiento, acortará su vida útil e incluso provocará una avería eléctrica. Por lo tanto, el dispositivo condensador debe funcionar a la tensión nominal, que generalmente no debe exceder 1,05 veces la tensión nominal, y la tensión operativa máxima no debe exceder 1,1 veces la tensión nominal. Cuando la barra colectora supera 1,1 veces la tensión nominal, se deben tomar medidas de refrigeración.
3. Problema armónico
Dado que el circuito del condensador es un circuito LC, es fácil resonar con ciertos armónicos, lo que fácilmente puede causar armónicos de alto orden, provocando un aumento en la corriente y el voltaje. Además, esta corriente armónica es muy dañina para los condensadores y puede provocar fácilmente su avería y un cortocircuito entre fases. Por lo tanto, cuando el capacitor funciona normalmente, se puede conectar un reactor con un valor de inductancia apropiado en serie con el capacitor para limitar la corriente armónica cuando sea necesario.
4. Problemas de protección del relé
La protección de relés se realiza principalmente mediante juegos completos de dispositivos de protección de relés. En la actualidad, la tecnología de dispositivos de protección de relés producida por varios fabricantes eléctricos nacionales de renombre es muy madura, segura, estable y potente. Los dispositivos de protección de relés pueden eliminar eficazmente los condensadores defectuosos y son un medio importante para garantizar el funcionamiento seguro y estable de los sistemas de energía. Las principales medidas de protección del relé del condensador incluyen: ① protección contra sobrecorriente de tres etapas; ② protección contra sobretensión configurada para evitar daños al capacitor causados por sobretensión en estado estable del sistema; ③ para evitar la sobretensión causada por el reenganche instantáneo de los condensadores causado por un breve corte del suministro de energía del sistema. Conjunto de protección de bajo voltaje debido a daños por voltaje; ④ Protección de voltaje desequilibrado, protección de corriente desequilibrada o protección de diferencia de voltaje trifásico configurada para reflejar la falla interna de los capacitores en el banco de capacitores.
5. Problema de cierre
Los bancos de condensadores tienen prohibido volver a cerrarse cuando están cargados. La razón principal es que se necesita cierto tiempo para descargar el condensador. Cuando se dispara el interruptor de la batería de condensadores, si se vuelve a cerrar inmediatamente, el condensador no tendrá tiempo de descargarse. Es posible que queden cargas con la polaridad opuesta a la tensión de reconexión en el condensador, lo que provocará el cierre. Se genera instantáneamente una gran sobrecorriente, lo que hace que la carcasa del condensador se expanda, rocíe combustible o incluso explote. Por tanto, cuando se vuelva a cerrar la batería de condensadores, se debe realizar 3 minutos después de desconectar el disyuntor. Por lo tanto, no se permite que los condensadores estén equipados con dispositivos de reconexión automática, sino que deben estar equipados con dispositivos de disparo automático sin presión.
Algunas subestaciones terminales suelen estar equipadas con dispositivos automáticos de conmutación de energía de respaldo. El dispositivo funciona para cortar el suministro de energía defectuoso y luego enciende la fuente de alimentación de respaldo después de un breve retraso. Durante este proceso, si la batería de condensadores tiene una función de autoconmutación de bajo voltaje, la batería de capacitores se encenderá en poco tiempo. Si se vuelve a cerrar dentro de un cierto período de tiempo, se producirá el fallo mencionado anteriormente. Por lo tanto, los problemas de conmutación de sistemas y bancos de condensadores equipados con dispositivos automáticos de conmutación de energía de respaldo merecen toda la atención.
6. Temperatura de funcionamiento permitida
Cuando el condensador funciona normalmente, la temperatura ambiente nominal a su alrededor es generalmente de 40 grados ~ -25 grados; La temperatura del medio interno debe ser inferior a 65 grados y la máxima no debe exceder los 70 grados, de lo contrario provocará una rotura térmica o abultamiento. La temperatura de la carcasa del condensador está entre la temperatura media y la temperatura ambiente y no debe exceder los 55 grados. Por lo tanto, la sala de condensadores debe mantenerse bien ventilada para garantizar que su temperatura de funcionamiento no exceda el valor permitido.
7. Problema de sonido de descarga durante la operación.
Los condensadores generalmente no emiten sonido cuando están funcionando, pero en algunos casos, también pueden tener el problema de sonidos de descarga cuando están funcionando. Por ejemplo, si la carcasa de un condensador se deja abierta durante demasiado tiempo, una vez que el agua de lluvia ingresa entre las dos carcasas y se aplica voltaje, puede producirse un sonido de descarga; cuando falta aceite en el condensador, el extremo inferior de la carcasa quedará fácilmente expuesto al aceite. superficie, entonces se puede emitir un sonido de descarga; si hay soldadura o desoldadura dentro del condensador, se producirá una descarga disruptiva en el aceite; Cuando el núcleo del condensador está en mal contacto con la carcasa, aparecerá un voltaje flotante que provocará un sonido de descarga. .
Una vez que ocurren las condiciones de sonido de descarga anteriores, se debe abordar cada situación, es decir, los métodos de tratamiento son los siguientes: detener el capacitor y descargarlo, quitar la carcasa exterior, secarlo y reinstalarlo; añadir las mismas especificaciones Aceite para condensadores; si el sonido de descarga no cesa, se debe desmontar y reparar; el condensador debe estar fuera de servicio y descargado, para que el núcleo y la carcasa estén en buen contacto.
8. Problema de explosión
Durante el funcionamiento del condensador, si hay avería de los componentes internos del condensador, daño al aislamiento de la carcasa del condensador, sellado deficiente y fuga de aceite, abultamiento y disociación interna, abultamiento y disociación interna, cierre cargado o temperatura excesiva, y una mala ventilación, el voltaje de operación es demasiado alto, los componentes armónicos son demasiado grandes, el sobrevoltaje de operación, etc., pueden causar daños al capacitor y explosión. Para evitar accidentes por explosión de condensadores, en circunstancias normales, se puede equipar con un fusible rápido de 1,5 a 2 veces la cantidad de corriente que pasa a través de cada grupo de condensadores de fase. Si el condensador se avería, el fusible rápido se derretirá y se cortará. fuente de alimentación para proteger los condensadores para que no sigan generando calor; Instale un amperímetro en cada fase del gabinete de compensación para garantizar que la diferencia de corriente entre cada fase no exceda el ±5%. Si se encuentra un desequilibrio, salir inmediatamente de la operación y verificar los condensadores; controlar el aumento de temperatura de los condensadores; fortalecer el monitoreo Inspeccione el banco de capacitores para evitar fugas de aceite y abultamiento del capacitor para evitar explosiones.
