電力電容器的現場應用應該注意的幾個突出問題
總結電容器多年來的現場應用經驗,電容器的使用壽命由兩部分決定,產品本身的品質和投切開關的質量。
一、電容器產品質量
電容器薄膜 其他生產工藝都一樣的情況下,薄膜的厚度直接決定了電容器的出廠品質。采用7微米薄膜與9微米薄膜的電容器在同等條件下使用,壽命可以相差50%以上。
電容器選型 涉及到多種電壓等級,電容器應用選型也很重要。比如在380V現場應用,可以選400V的,也可選420V的,還有450V的,480V的,525V的,要根據現場的電壓波動范圍酌情考慮。比如:選450V相對選400V的電容器,對線路的補償效果差別很大,由于電容器的容量與電壓的平方成正比,前者只相當于后者容量的80%(525V的只相當于400V容量的58%)。雖然電壓等級越高,安全性越好,但是補償效果卻會大打折扣,不能只看容量的大小而不計結果的好壞。
最好的方案 電壓等級根據電壓實際波動大小留5%裕量,然后指定薄膜的厚度,再加上質保的年限。
二、投切方式影響電容器壽命
觸點投切 (接觸器+復合開關+智能電容器)這都是觸點投切類型的,復合開關是接觸器的演化升級版,智能電容器是{復合開關+電容器}的組合版。接觸器的觸點投切是隨機的,投入瞬間和切除瞬間,涌流和過電壓達幾十倍,觸點間的巨大的弧光能量,都由電容器承受,電容器薄膜其實相當脆弱,只要一擊穿,電容器就報廢了。
復合開關 接觸器的觸點投切的弊端很大,在2007年時候,我么也曾開發過4款復合開關,分別為:380V\660V二款;60kvar\80kvar二款,但是一年以后被迫停用。
原因是應用到工廠里后,故障率至少5%以上,頻繁出現場維修,疲于奔命不說,用戶都根本沒有信心去用了。主要故障是插片式可控硅被過電壓擊穿,更換為耐壓高的可控硅模塊后,有所好轉。但是可控硅模塊體積很大,只好臨時固定在外面,根本裝不進殼子里去。
接下來搞批量生產時候,一算成本,提高了一倍,成為當時最貴的復合開關,而且只能投切30~40 kvar的電容器(現在晶閘管單路可以投切400 kvar)。只好停產。
現在市場上各種復合開關很多,仍然在銷售。但是拆開一看就知道了,沒有可控硅,只有磁保持繼電器,與接觸器沒有多大區別。
智能電容器 智能電容器的投切開關與復合開關是一樣的配置,性能自然也一樣。
可控硅投切 可控硅投切電容器最早發展于90年代末,遠早于復合開關之前。鋼鐵快速發展之時,直流調速設備造成的諧波污染嚴重影響了電網的安全運行,直流調速設備的功率都很大,靠接觸器投切濾波補償裝置是根本行不通的。
移相過零觸發控制相當講究,不是一個自觸發電路、一個光耦觸發電路就能解決好的問題?,F在市場上可控硅開關、動態補償開關等都是走的簡化電路,追求的是低成本,主要投切30kvar大小的電容器。這種投切開關,對電容器的壽命仍然影響嚴重,電容器的切除過電壓高達2000V,可控硅開關質量不太樂觀,故障率很高。
最優方案 可控硅投切電容器,涉及電力電子的精密過零技術,投切過程中還要徹底解決涌流、過電壓的問題。精密過零、動態放電、瞬態保護這三個技術難關不徹底解決,故障率仍會居高不下。解決好這三個問題,電容器會受到很好的保護,比其他投切方式會延長一倍的壽命。解決不好這三個難題,快速熔斷器就取消不了,企業用戶頻繁更換快速熔斷器,費用是難以承受的。
動態濾波補償裝置,做到故障率低,維修率低、成本低,需要在整套裝置的每個細節上都解決好技術問題,如果只是采購器件組裝成成套設備,到現場一定會問題頻發,難以達到補償效果。