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无功补偿装置发展现状

2020-04-13 14:39:34

        现在补偿装置中使用的低压电力电容器均为金属化电容器。金属化电容器体积小,价格低廉,具有自愈性,因此获得广泛的应用。


        金属化电容器的极板是真空蒸发的铝膜,其厚度在纳米数量级,由于铝膜极薄,当介质膜由于疵点而发生局部击穿时会将疵点及附近的铝膜蒸发掉,因此不会发生短路故障,这就是所谓的自愈作用。


        金属化电容器的电极引出工艺是在芯元件卷制完成以后在元件两端喷涂金属导电层,然后在导电层上焊接引出导线。由于极板电流要由元件中部向两端流动,而极板的铝膜极薄,电阻损耗较大,因此从尽量减少电阻损耗的前提下希望芯元件尽量卷制成短粗形。另一方面,由于极薄的铝膜极板并没有多少机械强度,因此芯元件端部导电层与极板之间并不能形成牢固的连接,当芯元件由于发热而出现不均匀变形时,端部导电层与极板之间很容易形成局部脱离而出现故障,从这一点出发,又希望芯元件尽量卷制成细长形。


        金属化电力电容器有矩形和圆柱形两种结构。矩形结构的电容器内部的芯元件细长并排排列,适用于普通应用场合。圆柱形结构的电容器内部的芯元件短粗串列排列,适用于谐波较严重的场合。


        金属化电容器在运行中出现的问题主要是电容量减小,所有的金属化电容器随着运行时间的延长电容量都会由于自愈过程而减小,只不过程度有所不同。有些质量较差的电容器还会出现端部导电层与极板脱离的故障,其现象表现为电容量降低为额定值的一半,甚至三分之,甚至为零。同一品牌的电容器,单台容量越大,则其芯元件越长,直径越粗,元件长导致电阻损耗增大,元件粗则端面导电层面积大且元件内外温差加大使导电层越容易与极板发生脱离,因此使用单台大容量电容器不如使用小电容器并联的可靠性高。金属化电容器的短路与爆炸故障较少。


        Z早的无功补偿控制器是以功率因数为依据进行控制的,这种控制器因为价格低廉现在仍然在使用。以功率因数为依据进行控制的问题就是轻载振荡。例如:一台补偿装置里Z小的电容器容量是10Kvar,负荷的感性无功量为5Kvar且功率因数为滞后0.5。这时,投入一台电容器则功率因数变为超前0.5,切除电容器则功率因数变为滞后0.5,于是震荡过程就会没完没了地进行下去。


        较新型的无功补偿控制器都是以无功功率为依据进行控制的,这就要求必须具备设定功能,可以对补偿装置中的电容器容量进行设定,从而可以根据负荷无功量决定怎样投入电容器,因此可以消除轻载振荡现象。


        随着技术的不断进步,无功补偿控制器的附加功能也越来越多,如数据存储,数据通讯,谐波检测,电量检测等等。使用的控制元件也从Z初的小规模集成电路到8位单片机,再到16位单片机,再到16位DSP,直至32位单片机。现在的32位单片机的价格已经降到30多元一片,对控制器的硬件成本已经没有多少影响,其性能超过8位单片机100倍以上,难以普及的原因主要是技术开发难度太大。


        随着无功补偿装置应用的不断普及,补偿装置与其他设备的组合是一个必然趋势。例如补偿装置与计量箱的组合,补偿装置与开关箱的组合等等。组合装置可以降低成本,减少占用空间,减少连接线,减少维护工作量。组合装置的设计制造没有技术难度,只是因为没有统一的标准,所以生产厂商只能根据订货来组织生产。

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