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無功補償裝置運行中易出現的問題及對策

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 【無功補償裝置運行中易出現的問題及對策】通過長期的調查研究發現 ， 低壓無功補償裝置在投切過程中問題較多 ， 文中講述出現問題的原因及相應對策 。
【關鍵詞】　補償裝置  元件  故障   原因分析   相應對策    
無功補償裝置是配電系統中主要設備之一 ， 其作用表現在提高功率因數 ， 降低功率損耗和電能損耗 ， 改善電壓質量減少用戶電費支出 ， 所以供電部門和用電單位對無功補償裝置要求都很高 。 然而無功補償裝置往往在運行中會出現較多問題 ， 主要與補償裝置選用電器元件配置是否合理 ， 電器元件使用是否正確 ， 電網中是否存在諧波的干擾以及安裝工藝等諸多因素有關 。
1　控制器問題
補償裝置的電器元件（控制器）常會出現的問題是 ， 補償控制器上cosφ顯示不準確 。
出現這種情況有兩種可能：
（1）補償控制器產生誤動誤顯 ， 主要是由于電網中或負載源產生的諧波所致 。 相應辦法是更換抗諧波型控制器或在配電系統中加裝抗諧波型元件 。
（2）補償控制器與取樣電流或電壓有關 。 在有負荷時正常的情況下投入電容器 ， 功率因數應該從滯后值逐步變大至1.00 ， 如果再投入電容器則功率因數應該為超前 ， 繼續投入超前值變小為正常；而出現：
1）始終只顯示1.00 。
2）電網負荷是滯后狀態 ， 補償器卻始終顯示超前 。
3）電網負荷是滯后狀態 ， 補償器顯示滯后 ， 但投入電容器后 ， 滯后值不是按正常方向變化（增大） ， 反而投入電容越多滯后值越小 。
4）電網負荷是滯后狀態 ， 補償器雖顯示滯后值 ， 但投入電容器后滯后值不變化 ， 滯后值只隨負荷變化而變化 。
上述情況：1）往往是因為取樣電流沒有送入補償器 。
2、3）一般情況是因為取樣電流與取樣電壓相位不正確
4）一般情況下是因為投切電容器產生的電流沒有經過取樣互感器 。
補償控制器能夠正常運行 ， 必須取樣電流正確 ， 而且負荷電流與電容器投切產生的電流必須要從取樣互感器上得到反應 。
2　熔斷器問題
無功補償裝置在補償投切過程中常常會出現熔斷器經常熔斷 。
（1）原因分析
1）熔斷器熔斷與選型配置的合理性有關 。
2）熔斷器熔斷與計算實際投切電流的相應倍數有關 。
3）熔斷器熔斷與補償控制器的投切時間有關 。
4）熔斷器熔斷與電網系統或負載設備產生的諧波有關 。
5）熔斷器熔斷與相數電流不平衡有關 。
6）熔斷器熔斷與安裝工藝、工作環境等有關 。
（2）相應對策
1）要充分考慮到無功補償裝置的特性 ， 在投切過程中當涌流較大時（一般在15～30In左右）選擇熔芯非常重要 ， 一般選用ɑm型（過載能力強）或相同類型的熔芯 ， 而不要選用JL型（過載能力低）或與之同類型的熔心 。
2）熔斷器對電容器的保護 ， 計算實際投切電流非常重要 ， 但針對無功補償裝置的特性應考慮加之保險系數電流 ， 通常情況下應取實際投切電流的1.35～2倍 。
例：電壓為400V在頻率50Hz三相共補電容容量是20kvar的電路中 ， 求每路實際投切電流和保險系數電流 。
實際投切電流應為
       I1=■×20kvar
I1≈28.87A
取1.4倍的保險系數電流應為
I2=■×20kvar×1.4
I2≈40.41A
3）熔斷器的熔斷與補償控制器設置的投切時間有一定關系 ， 在電容從網絡中切除后電容器中電壓隨時間延長而逐漸衰減 。 當間隔時間短暫又投入時 ， 殘壓和所加電壓即形成疊加電壓 ， 造成過電壓過電流 ， 長時間運行必將使電容器擊穿或短路 ， 強大的電流使熔斷器熔斷 。 所以在設置投切時間時切不可太短 ， 一般設置20～30s為宜 。
4）電網中或負載設備產生的諧波將改變電源原有的50～60Hz的電壓性質 ， 當諧波含量較高時 ， 由諧波所引起的且放大了的基波電流將使熔斷器熔斷 。
5）補償裝置運行中三相電流長時間不平衡 ， 也將造成熔斷器部分熔斷 ， 如發現三相電流不平衡要及時查找原因 。 非三相電流不平衡更換熔芯時 ， 最好同時更換三相熔芯 。 如若只更換某一相已熔斷熔芯 ， 那么另外兩相已受損的熔芯再投入運行 ， 時間不長即會熔斷 。
6）熔斷器的熔斷與安裝工藝以及使用環境有一定關系 ， 特別是使用環境 ， 有的使用場合溫度非常高 ， 長時間高達70C°以上 ， 在這種情況下一定要采取降溫措施 。
3　電容接觸器問題
無功補償裝置在投切過程中 ， 電容接觸器的損壞尤為突出 ， 從主觀上講電容接觸器是易耗品 ， 但從客觀上講也有其他幾個方面情況造成電容接觸器損壞 。
（1）補償控制器設置的投切時間太短 ， 二次吸合造成的疊加電壓導致沖擊電流過大而損壞接觸器 。
（2）接觸器的損壞與接觸器的正確安裝有一定關系 ， 特別是接觸器的導線連接部位 ， 一定要接緊不得松動并套上絕緣套管 。
（3）當電路中諧波含量較高時 ， 電壓、電流波形發生嚴重畸變 ， 基波電流擴大將造成接觸器燒觸頭 ， 相與相或相對地短路 ， 造成接觸器損壞 。
（4）當電流不平衡的范圍值增大時 ， 長時間運行也將導致接觸器損壞 。  
（5）接觸器的自身質量問題也有很大關系 ， 目前國內電容接觸器生產廠家很多 ， 型號也不少 ， 但生產的材質及產品質量不近相同 。 現行的補償要求非常高 ， 在選型時最好選用抗涌流、抗諧波或承受諧波抗擊的電容接觸器 。
4　電容器的問題
電容器在運行中的損壞比較突出 ， 如擊穿不能愈合 ， 短路、鼓肚子及運行時間不長容量下降 ， 情況嚴重的甚至爆炸 。 而現在的電容器基本上都是自愈式 ， 在正常情況下一旦擊穿會自動愈合 ， 若經常的擊穿再愈合 ， 周而復始將使電容器徹底的損壞 。
（1）電容器損壞情況
1）由補償控制器質量問題引起的誤投誤切 ， 造成電容器損壞 。
2）補償時瞬間投切的涌流非常大 ， 使電容器損壞 。
3）三相電流、電壓長時間不平衡造成電容器損壞 。
4）疊加電壓（由于控制器設置的投切時間比較短所形成） 。
例：每路電容器的容量為30kvar ， 分8路進行補償 ， 總補償容量為240kvar ， 若投切時間設置為5s時 ， 8路全投上間隔時間不足1分鐘（5s×8路=40s） 。 而一般情況下電容器在失電1分鐘內電壓降至50V ， 如若頻繁投切便造成了疊加 。 投切每路電容器順時次數實際電壓應為
380V+（≤50V）+（≤50V）+（≤50V）+（≤50V）+......N次
5）諧波對電容器的干擾 。
（2）相應對策
1）使用質量較好的控制器 。
2）補償時瞬間浪涌電流非常大時 ， 建議超過30In以上串接電抗器等電器元件 。
3）如發現缺相或三相電流電壓不平衡要及時查找原因 ， 及時解決 。
4）控制器的設置投切時間不易太短 ， 防止形成疊加電壓 。 如果實際補償容量不足或確實需要頻繁投切的話 ， 應增加補償容量或進行就地補償和集中補償相結合的方式 。
5）電網中如有諧波干擾 ， 要及時采取措施 ， 加裝濾波裝置或加裝抗諧波型元件 。
5　結束語
為了改進和提高無功補償裝置所達到的補償要求 ， 必須了解電網或負載源是否出現諧波 ， 無功補償裝置的電器元件配置的合理性 ， 以及正確使用補償裝置才能使無功補償裝置無故障達到正常運行 。