无功补偿装置运行中易出现的问题及对策

江苏省常州市兰鸽电子电器有限公司（213015）　范　干

【摘　要】　通过长期的调查研究发现，低压无功补偿装置在投切过程中问题较多，文中讲述出现问题的原因及相应对策。
【关键词】　补偿装置  元件  故障   原因分析   相应对策   
无功补偿装置是配电系统中主要设备之一，其作用表现在提高功率因数，降低功率损耗和电能损耗，改善电压质量减少用户电费支出，所以供电部门和用电单位对无功补偿装置要求都很高。然而无功补偿装置往往在运行中会出现较多问题，主要与补偿装置选用电器元件配置是否合理，电器元件使用是否正确，电网中是否存在谐波的干扰以及安装工艺等诸多因素有关。
1　控制器问题
补偿装置的电器元件（控制器）常会出现的问题是，补偿控制器上cosφ显示不准确。
出现这种情况有两种可能：
（1）补偿控制器产生误动误显，主要是由于电网中或负载源产生的谐波所致。相应办法是更换抗谐波型控制器或在配电系统中加装抗谐波型元件。
（2）补偿控制器与取样电流或电压有关。在有负荷时正常的情况下投入电容器，功率因数应该从滞后值逐步变大至1.00，如果再投入电容器则功率因数应该为超前，继续投入超前值变小为正常；而出现：
1）始终只显示1.00。
2）电网负荷是滞后状态，补偿器却始终显示超前。
3）电网负荷是滞后状态，补偿器显示滞后，但投入电容器后，滞后值不是按正常方向变化（增大），反而投入电容越多滞后值越小。
4）电网负荷是滞后状态，补偿器虽显示滞后值，但投入电容器后滞后值不变化，滞后值只随负荷变化而变化。
上述情况：1）往往是因为取样电流没有送入补偿器。
2、3）一般情况是因为取样电流与取样电压相位不正确
4）一般情况下是因为投切电容器产生的电流没有经过取样互感器。
补偿控制器能够正常运行，必须取样电流正确，而且负荷电流与电容器投切产生的电流必须要从取样互感器上得到反应。
2　熔断器问题
无功补偿装置在补偿投切过程中常常会出现熔断器经常熔断。
（1）原因分析
1）熔断器熔断与选型配置的合理性有关。
2）熔断器熔断与计算实际投切电流的相应倍数有关。
3）熔断器熔断与补偿控制器的投切时间有关。
4）熔断器熔断与电网系统或负载设备产生的谐波有关。
5）熔断器熔断与相数电流不平衡有关。
6）熔断器熔断与安装工艺、工作环境等有关。
（2）相应对策
1）要充分考虑到无功补偿装置的特性，在投切过程中当涌流较大时（一般在15～30In左右）选择熔芯非常重要，一般选用ɑm型（过载能力强）或相同类型的熔芯，而不要选用JL型（过载能力低）或与之同类型的熔心。
2）熔断器对电容器的保护，计算实际投切电流非常重要，但针对无功补偿装置的特性应考虑加之保险系数电流，通常情况下应取实际投切电流的1.35～2倍。
例：电压为400V在频率50Hz三相共补电容容量是20kvar的电路中，求每路实际投切电流和保险系数电流。
实际投切电流应为
       　I1=■×20kvar
　　　I1≈28.87A
取1.4倍的保险系数电流应为
　　　I2=■×20kvar×1.4
　　　I2≈40.41A
3）熔断器的熔断与补偿控制器设置的投切时间有一定关系，在电容从网络中切除后电容器中电压随时间延长而逐渐衰减。当间隔时间短暂又投入时，残压和所加电压即形成叠加电压，造成过电压过电流，长时间运行必将使电容器击穿或短路，强大的电流使熔断器熔断。所以在设置投切时间时切不可太短，一般设置20～30s为宜。
4）电网中或负载设备产生的谐波将改变电源原有的50～60Hz的电压性质，当谐波含量较高时，由谐波所引起的且放大了的基波电流将使熔断器熔断。
5）补偿装置运行中三相电流长时间不平衡，也将造成熔断器部分熔断，如发现三相电流不平衡要及时查找原因。非三相电流不平衡更换熔芯时，最好同时更换三相熔芯。如若只更换某一相已熔断熔芯，那么另外两相已受损的熔芯再投入运行，时间不长即会熔断。
6）熔断器的熔断与安装工艺以及使用环境有一定关系，特别是使用环境，有的使用场合温度非常高，长时间高达70C°以上，在这种情况下一定要采取降温措施。
3　电容接触器问题
无功补偿装置在投切过程中，电容接触器的损坏尤为突出，从主观上讲电容接触器是易耗品，但从客观上讲也有其他几个方面情况造成电容接触器损坏。
（1）补偿控制器设置的投切时间太短，二次吸合造成的叠加电压导致冲击电流过大而损坏接触器。
（2）接触器的损坏与接触器的正确安装有一定关系，特别是接触器的导线连接部位，一定要接紧不得松动并套上绝缘套管。
（3）当电路中谐波含量较高时，电压、电流波形发生严重畸变，基波电流扩大将造成接触器烧触头，相与相或相对地短路，造成接触器损坏。
（4）当电流不平衡的范围值增大时，长时间运行也将导致接触器损坏。
（5）接触器的自身质量问题也有很大关系，目前国内电容接触器生产厂家很多，型号也不少，但生产的材质及产品质量不近相同。现行的补偿要求非常高，在选型时最好选用抗涌流、抗谐波或承受谐波抗击的电容接触器。
4　电容器的问题
电容器在运行中的损坏比较突出，如击穿不能愈合，短路、鼓肚子及运行时间不长容量下降，情况严重的甚至爆炸。而现在的电容器基本上都是自愈式，在正常情况下一旦击穿会自动愈合，若经常的击穿再愈合，周而复始将使电容器彻底的损坏。
（1）电容器损坏情况
1）由补偿控制器质量问题引起的误投误切，造成电容器损坏。
2）补偿时瞬间投切的涌流非常大，使电容器损坏。
3）三相电流、电压长时间不平衡造成电容器损坏。
4）叠加电压（由于控制器设置的投切时间比较短所形成）。
例：每路电容器的容量为30kvar，分8路进行补偿，总补偿容量为240kvar，若投切时间设置为5s时，8路全投上间隔时间不足1分钟（5s×8路=40s）。而一般情况下电容器在失电1分钟内电压降至50V，如若频繁投切便造成了叠加。投切每路电容器顺时次数实际电压应为
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补偿过了，造成功率因数低被罚。

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