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浅谈电容器在供电线路及用电设备中的应用

来源:九壹网
维普资讯 http://www.cqvip.com 60 新疆有色金属 第3期 浅谈电容器在供电线路及用电设备中的应用 常建国 (新疆哈密金矿哈密839000) 摘 要 介绍电容器在工矿企业生产供电线路及用电设备中的应用,掌握和利用电容器的补偿原则,提高功率因数和抑制高次谐波,并 采取有效措施来保护电容器达到节能增效的目的。 关键词 供电线路补偿功率因数高次谐波 1 日『J 一— ^—舌 J 低压线路流向电动机,将减少供、配电设备的能力,因 此对于供电线路末端进行电容补偿可以有效地提高 在生产企业的电器设备安装中,使用电容器来提 高功率因数,减少供电线路损耗,能充分提高设备利 用率,有效利用能源、节能降耗,从而为企业创造更大 的经济效益。 变压器的输出能力。 2.2 负荷较大的供电线路采取末端补偿 在厂供电线路中,破碎机、磨矿机等大型设备的 用电负荷较大,该线路电流可达150~450 A,相对用 电损耗世较大。因此在这些供电线路末端安装电力 2 电容器的补偿原则 2.1避免高压补偿,实施低压补偿 电容器,经过补偿后可以降低线路电流值,减少电路 损耗,从而降低生产线路的用电负荷。安装电力电容 在输变供电线路中,一般将电力电容器安装于10 器前后的电流值对比,见图2。 kV以下的低压供电线路中,实现低压补偿,从而有效 地提高该供电线路的功率因数。我厂变电站内的一台 800 kVA的变压器,二次额定电流为1 154 A,经测算, 二次用电出口线路处的功率因数为0.80时,其带负载 能力为640 kw;若功率因数补偿到0.95,变压器负载 率可达到760 kw,可提高120 kw的有功负载。由此 在使用了电力电容器后增加补偿容量,有效地提高了 线路的功率因数。某一供电线路中10 kV线路中使用 电容器补偿的情况,见图1。 图2 图2是图1中B点某一相的各参数的相量图,以 U 一相电压为参考量,I 为补偿前的感性无功电流, j 0 I c1 kV ・l lI 为线路中的阻性电流,I 为补偿前B点的总电流, I 为补偿前电容电流,此时 一0.8;Ic。为补偿后的 电容电流,此时k--0.96左右。由图2可知,补偿后 电流总值将大大减少,因此线路损耗也将随之减少。 l _l{ _』 川J1- -占 卜 -_ -j ≠器 ^广U U上] l j4 kV线蹄 例如在生产供电线路末端电容补偿前功率因数为 0.83,有功损耗为7.55 kw;若在该供电线路末端处 并联3台16 kV安电容器,则经过电容器补偿后功率 图1 因数提高到0.96,有功损耗下降为5.57 kW,补偿后 有功损耗可减少1.98 kW。则每年可为企业节约电 耗14 256 kWh,节约电费近8万元。 2.3单台三相电动机空载时功率因数补偿到1.0 从图1中可知,在10 kV供电线路中使用电容 器可以有效地补偿容量,提高线路的功率因数。在供 电线路末端中,如果有大量的无功电流经过变压器及 三相电动机在空载运转时无功负载最小,如果带 维普资讯 http://www.cqvip.com

2008正 新疆有色金属 61 负载进行补偿,则空载(或轻载)时势必造成过补偿 4 电容器与电抗器串联抑制高次谐波 (即功率因数超前)。当切断电源后,由于电动机的转 速不能立即降为零,电容器产生励磁电流将继续供给 对电容器组的危害 在实际生产的供电线路中,常常采用电容器与电 电动机,使仍在运转中的电动机变成了一台感应发电 从而抑制电路中产生的高 机,这就会造成电动机的端电压大大超过额定电压 抗器相互串联在一起使用,发电机产生 值,这将对电动机的绝缘、降护等产生有害作用。另 次谐波。高次谐波是由于设备上的原因,外,电动机在励磁电流下转动时,若重新闭合开关,会 的电压波为周期性的非正弦波,它是非正弦3次以上 奇次电压波。电容器串联电抗器作用主要是抑制电 产生很大的冲击电流,致使电动机产生很大的瞬时转 矩,可能造成电动机损坏。三相电动机进行功率补偿 容器的充电涌流和短路电流以及抑制高次谐波对电  时,因空载电流约占额定电流的25 9/6~40 ,所以电 容器的影响。抑制高次谐波对电容器组的危害可采取以下措施: 动机的无功补偿量应控制在其容量的25 ~40 。 (1)在一般情况下可安装6 或13 9/6串联电抗 3供电线路使用电容器以提高功率因数 器,来防止出现高次谐振。 在企业的日常生产中,对供电线路和电器设备的 (2)为了抑制高次谐波对串连电抗器的影响,要 功率因数改变,我们通常采用自然调整和人为调整两 求进人电抗器的电流在基波电流的35 以下,保证其  种方法。自然调整功率数的措施主要是从减少变压 线路中的合成电流有效值为额定电流的120 以下。器和电动机容量,调整电气设备用电负荷和降低二次 电压等方式来提高或改变功率因数。 (3)如果线路中的高次谐波是用户产生的,则要 求用户采取措施减少高次谐波分量,则电容器安装点  采取人为调整功率因数是大多数生产用电企业所 应调整电压,防止高次谐波的产生。另外,对日常生产运行中的电容器应加强巡检、 选择的主要方式,人为调整功率因数的措施是:在供电 线路中安装电力电容器,使大容量异步电动机同步运 维护和修理,确保电容器放电回路完好,风道清洁,电  行或者使其空载过励运行,这是提高功率因数最经济 容外壳的保护接地线完好等方面。有效的方法。近几年,我厂在55 kW破碎机、95 kW 综土所述,遵循电力电容器的补偿原则,提高供 磨矿机及更大功率的电器设备的供电线路中安装大小 电线路及电器设备的功率因数,有效地保护好电容器 的利用率,节 适宜的电容器,设备的功率因数有所提高,用电负荷相 等设备,将在很大程度上提高生产设备'对降低,在具体的操作中取得了良好的生产效果。通 约生产成本,增加经济效益,将更好地促进企业发展。 过总结,在电力设备中安装电容器有以下几个优点: 参考文献 [1]国家电力工司发输电运营部.无功补偿电能质量及损 耗.供电生产常用指导性文件及标准(第1册>.北京:中国电力出 版社,2003.02. (1)降低电力设备电压损失,减少了电压波动,同 时改善电能使用质量。 (2)减少输变电及配电设备中的电流,从而降低 了电力输送过程中的电能损失。 (23文福拴.电力市场环境下的无功问题.北京:中国电 (3)增加了用户电力设备的数量,降低了生产成 力出版社,2007.06. 本,增加了经济效益。 (33丁毓山,徐义斌.无功补偿岗位培训教材.中国水利 水电出版社,2002.02. 收稿:2007—1】一30 美国研究成功新方法使锂电存量增1O倍 斯坦福大学的研究人员已经发现了一种方法,可 一问题一直没有得到解决。 以使锂离子电池存储的电量增长10倍,这可能将笔 记本电脑电池的续航时间由目前的4 h延长到40 h。 一研究人员通过利用硅纳米线制造阳极而解决了这 问题,在存储锂离子时,硅纳米线的尺寸会扩大到原 电池容量的增加是因为一种利用了硅纳米线的 来的4倍,但与过去的硅阳极不同的是,它不会受到损 新型阳极。硅阳极拥有理论上最高的充电容量,但在 坏。要使该技术进行商业化生产还有一些困难需要克 充电时硅的尺寸会增大,使用时却会减少,这便损坏 服,美国研究成功新方法使锂电存量增10倍。 了硅阳极,影响了电池的性能。在过去的30年中,这 转载《中国有色金属加工网》 

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