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低压智能电容器在无功补偿中的应用及优缺点

2021-04-15 10:18:13

低压智能电容器在零三四年左右的时候由江苏厂家率先推出,慢慢推广至今已有十多年的时间,现在已是比较成熟的产品了,在国网典型设计方案里面也有用到,已经获得了市场的认可。产品也由开始的20+20kvar容量发展到现在的30+30kvar,甚至有的厂家做到40+40kvar,从原来的共补,分补分开的系列,现在也有共补分补一体式。投切方式也由原来的复合开关,发展到现在的同步开关、快速可控硅投切开关等等。下面我们来分析介绍一下智能电容器的应用场合及其优缺点。

电容器

智能电容器的结构:智能电容器高度集成化模块化,主要由控制部分、信号采集部分、投切部分、电抗器、电容器、外壳、辅助设备组成。

智能电容器的优点:

1、 便捷的组网方式:智能电容器可以通过单独的控制器控制,也可以单只独立运行,又可以组网不用控制器运行。便捷的运行方式为客户提供了更多的设计选择,尤其在小容量的变压器上或者就地补偿设备,不需要复杂的控制回路和大量的安装空间,只需要几台智能电容器,取上电流信号就能自动运行。

2、 强大的可拓展性:智能电容器从2.5+2.5kvar一直到30+30kvar容量的共补,再到从2.5~30kvar的分补,各种级别各种容量的电容器均可自由组合,能完美的解决因为单组容量过大,而导致的无功需量较少时无法投切的问题,能更精细化的补偿。现在可做到最多32台电容器可组网运行,对后续增容也提供了很大的便利性。如果我们配置5+2.5kvar、10+15kvar、20+30kvar、30+30kvar那么我们的补偿精度就会达到2.5KVA,能配置组合出每级相差仅为2.5KVA不大于总容量的任意组合。

3、 完善的保护功能:智能电容器内部有专门的信号采集、保护闭锁、控制芯片,每次上电自检各部件是否正常,一旦检查出故障即可退出运行,以防发生电气事故。在运行过程中也会通过电压采集,电流互感器采集运行电流,温度传感器等等来保护电容器的安全运行。主要的保护有:过电压、欠电压、失压、缺相、过流、过温、谐波含量过高等。

4、 简洁的安装及接线方式:智能电容器采用模块化设计,一次回路接上电源,二次回路直接插上RJ45端口的网线,串联在一起然后联至控制器。控制器采集电流电压信号即可运行。原来的传统电容补偿柜需要安装控制器、分支断路器、接触器、热继电器、电抗器、电容器,然后是控制回路的信号灯转换开关等等,一次线二次线接起来相当的繁琐,还容易接错线,智能电容器基本不需要接线。

5、 可靠的控制功能:当电容器组网运行时,会自动产生一个主机来给所有网络上的电容器发出指令,来有序的进行投切工作。当主机故障时会自动退出运行,此时系统会自动再产生一个主机,相当于每个电容器都是后备主机,大大提高了运行的可靠性。每个电容器都有自己的控制器可以实时监控自己的运行状态,一旦有故障即可退出运行,防止发生事故,也能更好的提高运行可靠性。

6、友好清晰的人机界面:每台智能电容器都配备显示屏,可显示电容器的实时运行电流电压,状态等数据,也可以单独的进行设置操作,非常清晰明了。

智能电容器的缺点:

1、 维修成本高:智能电容器采用模块化一体式设计,内部电路板上即使损坏一个很小的电子元件,也要返厂维修,甚至更换新设备,大大增加用户成本。传统电容补偿,投切、保护、电容、控制都是分开的,哪里坏了换哪里,维修维护比较方便。

2、 散热条件差:智能电容器外面有整体的外壳,内部空间狭小,电气元件工作所散发热量难以及时散出,尤其串联电抗器的抗谐型电容器,电抗器会散发很多热量,而电容器配备的散热风扇由于需要常年累月的运行,一般一年散热风扇就会烧坏,内部温度非常高,很容易发生过温保护,高温会加速电容器老化,减少其寿命。

3、 投切开关容易损坏:尤其智能型抗谐电容器用在工业场合,负荷变化较快电容器频繁投切,投切开关故障大多是开关黏连。还是由于智能电容器的模块化设计,内部空间有限,投切开关虽然额定电流足够,可是体积小触头行程短,内部散热条件差,工作温度高投切又频繁,会影响其温升和导电性能,很容易发生触点黏连。

4、 通用性差:智能电容器是组网运行,用通讯线缆进行连接,内部有通讯规约,各个厂家不通用,后续的维修维护保养均需采购原厂家,一是性价比不高,二是时效性差。

5、 保护太灵敏:保护灵敏本来是好事,但是有些电能质量差的工业场合会发生采用智能电容器不能工作,而用最普通的接触器投切方式反而能投切的现象,是由于智能电容器的保护太灵敏,动不动就保护闭锁投切了。智能电容器的空间限制了投切开关以及内部元器件的过载及抗冲击能力,所以反而普通的接触器能正常的运行。

智能电容器的应用场合:

总体上看智能电容器是比较适合用于民用领域,居民用电总体变化不大,而工作环境又好,配电室空间比较紧凑,非常适合智能电容器工作,能较好的发挥智能能电容器的优点。不过现在居民用电负荷包含了大量的非线性设备,变频空调,变频洗衣机,变频冰箱,电磁炉,微波炉,LED照明灯,电梯,这些设备会产生不少的谐波分量,如果还在采用不带电抗器的智能电容器,会严重影响电容器的安全运行,还会放大谐波对电网不利。有些南方发达区域小区配套电力典型设计规范里面要求采用抗谐型智能电容器,这种方式还是比较安全可靠的。

但是智能电容器用在工业领域还是不太合适的,工业领域电能质量差,负荷波动大,工作环境差,投切频繁,而智能电容器的优点在工业场合不能完全发挥出来。近几年各种单独的投切模块也被广泛应用,工业场合宜采用新型的投切模块、电抗器、电容器的组合方式,更能满足现场要求,不建议选择智能电容器。


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