低压无功补偿装置不宜频繁投切.pdf

低压无功补偿装置不宜频繁投切 在低压配电网络中，运行着大量的感性无功负荷需要进行补偿， 否则，将使网络损耗增加，电压质量恶化。为了提高供用电质量，降 低线损与节能，以及充分利用设备的容量，以自愈式低电压并联电容 器为主要元件，接触器为投切开关的低压电容无功补偿装置得到广泛 的应用。这些装置一般是将电容器分为若干组。根据控制物理量的变 化，进行电容器的投切。但是，若无功负荷经常波动变化，而装置又 需要将cosφ控制在较高水平时，电容器的投切，往往就比较频繁，从 而可能给电容器造成危害，使其早期损坏。 礼经电器 1 电容器投入时，产生过电压与过电流 1.1 电容器在正弦电压下的投入 电容器投入时的等值回路如图 所示。1 1 r 图 中 为回路中等值电阻 如图示，当电容器在正弦电压U(t)=U sin(ωt+φ)下投入时，电路 m 的微分方程 (1) U 解方程 ，可得电容器投入时，电容器上的电压 为：c A为常数，与电容器投入时的初始状态有关。 U 2 电容器投入时的电压 曲线如图 所示。c U U′ ″ U 图中 与 分别为 的稳态分量与暂态分量。c 1.2 电容器的初始电压为零，投入电网时的电压U [FS:Page]c 为了控制电容器投入时不致产生危险的过电压，一般要求电容器 不能在已有充电电压的情况下投入电网，以免危及电容器与其他电气 设备的安全。 所以电容器投入时的初始条件为 (3) (4) U i 由式 和式 可知，电压 和电流 的稳态分量均为正弦交流，c 而暂态分量则为衰减的直流。 +φ=0 π 暂态分量的强弱与电容器投入电路的时间有关，当 或 时 投入，则暂态分量最大。 U 3 这时电压 的曲线如图 所示c 3 Umax U 从图 可看到 c 可接近稳态时电压 幅值的二倍。c (4) i +φ=0 由式 ，可知电流 在 时为： t=0 当电容器刚投入，即 时，暂态分量之初值 所以，在稳态分量上迭加一个甚大的暂态 i 0)″ 分量 （ ，将使投入时的电流远远超过稳态时的数值，而引起电流 冲击。电流 的曲线如图 所示。i 4 2 频繁的过电压对自愈式并联电容器的危害 2.1使电容器的绝缘介质老化过程加速 自愈式金属化并联电容器是用金属化聚丙烯薄膜进行绕卷而制成 的，它的绝缘介质聚丙烯薄 膜与其它品种的电容器一样，会逐渐老化，其老化的速度与施加电压、 使用温度等条件有关。一般认为，电压升高10%，寿命降低一半。具 体可用下式表示： U 式中： －额定电压 0 -额定电压下的使用寿命 U－实际施加电压 -过电压下的使用寿命 - 7 9 α常数，一般取 － 投入电容器所产生的过电压，虽然是瞬时的，而不是长期的，但 过电压对绝缘介质的影响是能够累积的，在国标GB/T12747-1991 中 要求：每年的操作不超过5000次，但实际可能远不止此数。若有一 10