在水泥厂常用的无功功率补偿方法有:变电站补偿、随机补偿和随器补偿等。
(1)变电站补偿:补偿装置一般集中接在变电站10kv母线上,因此具有管理容易、维护方便等优点,缺点是这种补偿方式对10k配电网的降损不起作用。
(2)随机补偿:将电容器组与电动机并接,通过控制、保护装置与电动机同时投切的一种无功补偿方式。随机补偿的优点是用电设备运行时,无功补偿装置投入﹔用电设备停运时,补偿装置退出。更具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低的特点。适用于补偿电动机的无功消耗,以补励磁无功为主,可较好的限制配电网无功峰荷。年运行小时数在1000H以上的电动机采用随机补偿较其他补偿方式更经济。
(3)随器补偿:将低压电容器通过低压熔断器接在配电变压器二次侧,以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。随器补偿的优点是接线简单,维护管理方便,能有效地补偿配电变压器空载无功,使该部分无功就地平衡,从而提高配电变压器利用率,降低无功网损,是目前无功补偿有效的手段之一。缺点是由于配电变压器的数量多、安装地点分散,因此补偿工作的投资比较大,运行维护工作量大。
一、应用说明
对于远离配电中心、功率又比较大的低压电动机采用无功功率就地补偿,就是把电动机所需要的无功电流局限在电动机设备的终端,实现无功功率就地平衡,使得整个变配电网络的功率因数都比较高,有效地减少输配电线路的无功损耗。
同时,低压电动机采用无功就地补偿装置,还有利于降低电动机起动电流,延长电动机与控制设备的使用年限。低压电动机起动频繁或经常正反转的场合,不宜采用就地补偿。
电容器对电压变化十分敏感,长时间过电压会使电容器严重发热,电容器的绝缘会加速老化,使用年限缩短,甚至发生穿或热击穿﹔电网电压一般应低于电容器本身的额定电压,长期工频稳态过电压不得超过1.1倍额定电压。因此,并联电容器装置必须能在1.05倍额定电压下长期运行,并在一昼夜中,在不超过1.1倍额定电压下允许运行时间不超过周围空气温度24h平均值低于标准10℃时,电容器能在1.1倍额定电压下长期运行。根据调查,部分水泥企业的低压配电电压经常运行在420~430VAc之间,这对电容器的安全运行是十分不利的。同时,对电动机的节能经济运行也是十分不利的,建议加强这方面的管理工作。
二、无功补偿装置常用的投切方式
(1)延时投切方式,又称作“静态”补偿方式。这种投切方式依靠于专用的接触器的动作,具有抑制电容的涌流作用。延时投切的目的在于防止接触器过于频繁的动作,造成电容器损坏,而更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡,这是很危险的。
(2)瞬时投切方式,又称作“动态”补偿方式,实际就是一套“快速随动系统”,控制器一般能在半个周波至1个周波内完成采样、计算,在2个周期到来时,控制器已经发出控制信号了。通过脉冲信号使晶闸管导通,投切电容器组大约20~30毫秒内就完成一个全部动作,这种控制方式是机械动作的接触器类无法实现的。动态补偿方式作为新一代的补偿装置有着广泛的应用前景。
(3)混合投切方式,实际上就是将“静态”与“动态”补偿的混合,一部分电容器组使用接触器投切,而另一部分电容器组使用电力半导体器件。这种方式在一定程度上可做到优势互补,比单一的投切方式拓宽了应用范围,节能效果更好。补偿装置选择非等容电容器组,这种方式补偿效果更加细致,更为理想。还可采用分相补偿方式,可以解决由于线路三相不平衡造成的损失。