低電圧配電部分には、入力線キャビネット、出力線キャビネット、そしてもちろんコンデンサ補償キャビネットがあります。 それでは、コンデンサ補償キャビネットの役割は何でしょうか? 名前が示すように、コンデンサはコンデンサ補償の役割を果たします。 まずコンデンサ補償の原理を見てみましょう。 補償時には、コンデンサと負荷が並列に接続されます。 コンデンサはバッテリーバンクのようなものです。 負荷が増加すると、電源の内部抵抗により、コンデンサの両端が元の電圧を維持する必要があるため、電源の出力電圧が低下します。つまり、コンデンサ内の電池の一部が流出し、電圧の下降傾向を遅らせます。 これがコンデンサ補償の原理です。
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1. パワーコンデンサの補償原理
原理的には、コンデンサは容量性無効電流を生成する発電機と等価です。 無効電力補償の原理は、容量性電力負荷と誘導性電力負荷を備えたデバイスを同じコンデンサ上で並列に接続し、エネルギーが 2 つの負荷間で変換されることです。 このようにして、送電網内の変圧器と送電線の負荷が軽減され、出力有効容量が増加します。 一定の有効電力を出力する条件下では、電源システムの損失が低減されます。 比較すると、コンデンサは、変圧器、電源システム、産業用配電の負荷を軽減する最も簡単で経済的な方法です。 したがって、電力システムでは無効電力補償としてコンデンサを使用することが不可欠です。 現在、無効電力補償装置として並列コンデンサを使用するのが非常に一般的です。
2. 電力コンデンサ補償の特性
アドバンテージ
電力コンデンサ無効電力補償装置は、設置が簡単で、設置場所が便利であるという特徴があります。 有効電力損失が小さい（定格容量のわずか約 0.4%）。 工期が短い。 少額の投資。 回転部品がないため、操作とメンテナンスが簡単です。 個々のコンデンサバンクが損傷しても、コンデンサバンク全体の動作やその他の利点には影響しません。
欠点がある
電力コンデンサ無効電力補償装置の欠点は、ステップ調整しかできず、滑らかな調整ができないことです。 換気が悪く、コンデンサの動作温度が 70 度を超えると、膨張や爆発が発生しやすくなります。 電圧特性が悪い、短絡安定性が悪い、除去後に残留電荷がある。 無効電力補償の精度が低く、補償効果に影響を与えやすい。 補償コンデンサの動作管理が難しく、安全な動作が考慮されていない等。
3. 無効電力補償方法
高圧分散補償
高圧分散補償は、実際には、電源電圧の品質を向上させるために単一の変圧器の高圧側に設置される無効電力補償コンデンサです。 主に都市部の高圧配電に使用されます。
高圧集中補償
高圧集中補償とは、変電所またはユーザーの降圧変電所内の6 kV ~ 10 kVの高圧母線にコンデンサを設置する補償方法を指します。 コンデンサは、ユーザーの主配電室の低電圧バスにも設置でき、負荷が集中し配電バスから離れた用途に適しています。 ユーザー自身が近くに大きな補償容量を持つ特定の高電圧負荷がある場合、電力系統の無効電力消費を削減し、一定の補償役割を果たすことができます。 その利点は、自動スイッチングの実装が簡単で、ユーザーの力率を合理的に改善でき、利用率が高く、投資が少なく、メンテナンスが容易で、過補償を回避して電圧品質を向上させるための調整が簡単であることです。 しかしながら、この補償方法の経済的利益は乏しい。
低圧分散補償
低電圧分散補償は、個々の電気機器の無効電力要件に基づいています。 単一または複数の低圧コンデンサ バンクが電気機器の近くに分散して設置され、設置場所の前にあるすべての高低圧線路および変圧器の無効電力を補償します。 力。 利点は、電気機器が稼働しているときに無効電力補償が行われ、電気機器が停止しているときに補償機器も撤去されるため、配電網や変圧器の無効電力の流れを削減できることです。有効電力損失を削減します。 線路の断面積と変圧器の容量を減らし、設置面積を小さくすることができます。 デメリットは稼働率の低さと投資額の多さです。 可変速運転、正逆運転、インチング、失速、逆転ブレーキモーターには適していません。
低電圧集中補償
低圧集中補償とは、配電変圧器の低圧母線側に低圧スイッチを介して低圧コンデンサを接続し、無効電力補償スイッチング装置を制御・保護装置として使用し、配電変圧器のスイッチングを直接制御することを指します。低電圧母線の無効電力に応じてコンデンサを調整します。 コンデンサの切り替えはグループ全体で行われるため、スムーズな調整ができません。 低電圧補償の利点: 配線が簡単、運用および保守の作業負荷が小さい、無効電力を局所的にバランスさせることで配電変圧器の利用率を向上させ、ネットワーク損失を削減し、非常に経済的です。 無効電力補償で一般的に使用される方法の 1 つです。 。
4. コンデンサ補償容量の計算
無効電力補償容量は、無効電力曲線または無効電力補償計算方法に従って決定してください。 計算式は次のとおりです。
QC=p(tgφ1-tgφ2) または QC=pqc(1)
式では次のようになります。
Qc: 補償コンデンサ容量。
P: 負荷有効電力。
COSφ1: 補償予圧力率。
COSφ2：補償後の負荷力率。
qc: 無効電力補償率、kvar/kw。
5. パワーコンデンサの安全な動作
1. 許容動作電流
通常動作中、コンデンサは定格電流で動作し、最大動作電流は定格電流の 1.3 倍を超えてはならず、三相電流差は 5% を超えてはなりません。
2. 許容使用電圧
コンデンサの損失は電圧の二乗に比例するため、コンデンサは電圧に非常に敏感です。 過電圧はコンデンサの重大な加熱を引き起こし、コンデンサの絶縁は劣化を促進し、寿命を縮め、さらには電気的破壊を引き起こす可能性があります。 したがって、コンデンサデバイスは定格電圧で動作する必要があり、通常は定格電圧の 1.05 倍を超えてはならず、最大動作電圧は定格電圧の 1.1 倍を超えてはなりません。 バスバーが定格電圧の1.1倍を超える場合は冷却対策が必要です。
3. 高調波の問題
コンデンサ回路はLC回路であるため、特定の高調波と共振しやすく、高次高調波が発生しやすく、電流や電圧が増加します。 さらに、この高調波電流はコンデンサにとって非常に有害であり、コンデンサの破壊や相間の短絡を容易に引き起こす可能性があります。 したがって、コンデンサが正常に動作している場合、必要に応じて適切なインダクタンス値のリアクトルをコンデンサと直列に接続して、高調波電流を制限することができます。
4. リレー保護の問題
リレー保護は主に、リレー保護デバイスの完全なセットによって実現されます。 現在、いくつかの国内の有名な電気メーカーが製造したリレー保護装置技術は非常に成熟しており、安全で、安定しており、強力です。 リレー保護装置は、欠陥のあるコンデンサを効果的に取り除くことができ、電力システムの安全で安定した動作を確保するための重要な手段です。 メインコンデンサリレーの保護対策には次のものが含まれます。 ① 3 段階の過電流保護。 ② システムの定常状態の過電圧によって引き起こされるコンデンサの損傷を防ぐために設定された過電圧保護。 ③ システム電源の短時間のシャットダウンによるコンデンサの瞬時再閉成による過電圧を回避するため。 電圧損傷により低電圧保護が設定されました。 ④ コンデンサバンク内のコンデンサの内部破壊故障を反映するように構成された不平衡電圧保護、不平衡電流保護、または三相差電圧保護。
5. 締めの問題
コンデンサバンクは充電時に再クローズすることを禁止されています。 主な理由は、コンデンサの放電にある程度の時間がかかるためです。 コンデンサバンクのスイッチがトリップしたときに、すぐに再び閉じると、コンデンサは放電する時間がなくなります。 コンデンサ内に再閉路電圧と逆極性の電荷が残る可能性があり、閉路の原因となります。瞬間的に大きなサージ電流が発生し、コンデンサのシェルが膨張したり、燃料が噴霧したり、場合によっては爆発したりすることがあります。 したがって、コンデンサバンクを再度閉じる場合は、回路ブレーカーが切断されてから 3 分後に行う必要があります。 したがって、コンデンサには自動再閉路装置を装備することは許可されておらず、代わりに無圧力自動トリップ装置を装備する必要があります。
一部の末端変電所には、自動バックアップ電源切り替え装置が装備されていることがよくあります。 このデバイスは、障害のある電源を遮断するように動作し、少し遅れてバックアップ電源をオンにします。 このプロセス中に、コンデンサ バンクに低電圧セルフスイッチング機能がある場合、コンデンサ バンクは短時間でオンになります。 一定時間以内に再度閉めると上記の不具合が発生します。 したがって、自動バックアップ電源スイッチング装置を備えたシステムとコンデンサバンクのスイッチング問題には十分な注意が必要です。
6. 使用許容温度
コンデンサが正常に動作しているとき、周囲の定格周囲温度は通常 40 度 ~ -25 度です。 内部媒体の温度は 65 度未満でなければならず、最高温度は 70 度を超えないようにしてください。そうしないと、熱破壊や膨れが発生します。 コンデンサ シェルの温度は中温と周囲温度の間であり、55 度を超えないようにしてください。 したがって、コンデンサ室の動作温度が許容値を超えないよう、換気を十分に行ってください。
7. 運転時の放電音の問題
コンデンサは通常、動作中に音はしませんが、場合によっては動作中に放電音が発生する場合があります。 例えば、コンデンサの筐体を長時間開放したままにしておくと、筐体間に雨水が浸入して電圧が印加されると、放電音が発生することがあります。 コンデンサ内の油が不足すると、ケーシングの下端に油が付着しやすくなります。 表面に放電音が発生する場合があります。 コンデンサ内部にはんだ付けまたははんだ除去があると、油中でフラッシュオーバー放電が発生します。 コンデンサのコアとシェルの接触が悪いと浮遊電圧が発生し、放電音が発生します。 。
上記のような放電音が発生した場合は、コンデンサを停止して放電する、外装ケースを取り外して乾燥させて取り付ける、コンデンサを停止して放電する、外装ケースを外して乾燥させる、再度取り付けるなど、状況に応じて対処する必要があります。 同じ仕様のコンデンサーオイルを追加します。 放電音が止まらない場合は、分解して修理する必要があります。 コンデンサは使用を停止して放電し、コアとシェルが良好に接触している必要があります。
8. 爆発問題
コンデンサの動作中、コンデンサの内部部品の故障、コンデンサシェルの絶縁損傷、シール不良および油漏れ、膨れおよび内部解離、膨れおよび内部解離、充電閉止または過度の温度が発生した場合、換気が悪く、動作電圧が高すぎる、高調波成分が大きすぎる、動作過電圧などが原因でコンデンサが損傷し、爆発する可能性があります。 コンデンサの爆発事故を防ぐために、通常の状況では各相コンデンサに流れる電流の 1.5 ～ 2 倍の量の急速ヒューズを取り付けることができます。 コンデンサが故障すると急速ヒューズが溶けて切れてしまいます。 コンデンサが熱を発生し続けるのを防ぐための電源。 補償キャビネットの各相に電流計を取り付け、各相間の電流差が±5%を超えないことを確認してください。 不均衡が見つかった場合は、直ちに操作を終了し、コンデンサを確認してください。 コンデンサの温度上昇を監視します。 監視を強化する コンデンサバンクを検査し、油漏れやコンデンサの膨らみがないか爆発を防ぎます。
