高压电容器补偿技术在煤矿供电中的应用

福建煤电股份有限公司 陈勇敏

高压电容器补偿技术在煤矿供电中的应用

福建煤电股份有限公司 陈勇敏

福建煤电昌福山煤矿中一采区变压器没有得到充分利用，且功率因数较低，为了改变这种状况，提高矿井的用电效率，必须合理设置供电系统，即在配置时选择高压电容补偿器，提高功率因数，降低电能的损耗。

一、电容器的主要技术参数及主要组成部分

1. 电容器的主要技术参数及主要技术性能指标。

（1）电容器的电容偏差不超过标称值的±105%。

（2）电容器一般应用在周围空气温度– 40 ～ + 40 ℃，安装地点海拔不超过1 000 m的地区。

（3）电容器应允许在不超过1.1倍额定电压下长期运行，并能在1.15倍额定电压（瞬时电压除外）下每昼夜运行不大于30 min。此时，软性十二烷基苯浸渍电容器外壳最热点的温升允许15 ℃。为了延长电容器的使用寿命，电容器应维持在额定电流下运行（电容器的额定电流是指额定容量的电容器在正弦波形、额定频率、额定电压下所流过的电流）。

2. 电容器的主要组成部分。

（1）芯子。由数个单独的元件和绝缘件叠压而成，接成并联或串联。元件是由两张锡箔及放在期间的数层电容器纸绕卷压扁而成，或者是由两张锡箔及放在期间的数层电容器纸和数层聚内烯薄膜绕卷压扁而成。

（2）箱壳。用薄钢板密封焊接制成，箱盖上有出线套管。箱壁两侧焊有供搬运和安装用的吊攀，在一侧吊件上装有接地螺栓。

二、电容器安装容量的确定和经济效益的分析

1. 电容器安装容量确定。已知昌福山矿中一采区负荷功率P＝1 500 kW,额定电压为10.5 kV，补偿前的功率因数为cosφ1＝0.86，得出tanφ1＝0.59。需提高功率因数到cosφ2＝0.92，得出tanφ2＝0.43，所需电容器的容量为Q，Kf为平均负荷系数，取Kf＝0.85；则Q＝KfP（tanφ1－tanφ2）＝204 kVar。

BFM-10.5-50-1型电容器额定容量QN＝50 kVar。所需配置电容器数量n＝Q / QN＝204/50＝4.08组。因为电压为三相，所以取15组电容器，3组备用，总共18组。

2. 经济效益分析。

（1）若采区最大负荷P＝1 500 kW，cosφ＝0.86时，所需用变压器S＝P/cosφ＝1 744.19 kV·A；若cosφ＝0.92时，所需用变压器S＝P/cosφ＝1 630.44 kV·A，可以看出，提高功率因数即可提高变压器的利用率。

三、电容器的保护及注意事项

1. 电容器安全运行及保护。

（1）必须设置电容柜，以保证电容器的安全运行。

（2）必须设置熔断器。熔断器应能负担在电容器寿命期间或定期更换期间的操作时的涌流，涌流峰值营部超过100In（In为电容器的额定电流有效值）。熔断器所选熔丝的额定电流一般为被保护的电容器额定电流的1.5～1.6倍，以防止电容器油箱爆炸。

2. 电容器的使用及注意事项。

（1）严格检查电容器组每相的负荷（可用安培表进行）。

（2）必须保证接有电容器的电气线路上所有接触处的可靠性，如，若线路接触处出现故障，会损坏电容器，引发事故。

（3）电容器组每次从网路断开，其放电应自动进行，并在10 min内将其额定电压的峰值剩余电压降到75 V或更低。

（4）为了保护电容器组，自动放电装置应经常与电容器直接并联（中间无断路器、闸刀开关和熔断器等）。

（5）在接触自网路断开的电容器的导电部分前，即使电容器已经自动放电，也必须用有绝缘的接地金属杆短接电容器的出线端进行单独放电，确保放电完毕后，方可进行操作。

（6）电容器组在接通前用兆欧表检查绝缘电阻。

（7）电容器自网路断开后，不得立即重新接入。若要立即接入，应使其端头上的电压不高于额定电压有效值的10%。

（8）在接通和断开电容器时，应选用不能产生危险过电压的开关，并装设能抑制危险过电压的设备，开关的额定电流不应低于1.5倍电容器组额定电流。

（9）新的电容器和较长时间未使用的电容器在使用前，必须进行5～10 s的耐压试验。在试验前后均要测量电容大小，如果电容有显著增加，则不允许将电容器接入使用。

（10）为了避免损坏，在电容器被运至较远的地方时必须包装在包装箱内，并且电容器之间、电容器与木箱内壁间填充衬垫，谨防电容器发生直接碰撞；在运输时，电容器应直立放置（套管向上），严禁直接提拿电容器套管进行搬运。

（11）电容器在保存期间应直立放置，套管向上，不允许不加支撑将一台电容器叠置于另外一台电容器上，避免灰尘直接落在电容器上，以及严防任何热源的影响。

四、结论

本文，笔者就福建煤电昌福山煤矿一采区中的实际问题，结合实践情况，对高压电容补偿器装着有关技术和电容器的保护及注意事项进行了分析和探讨。采用高压电容补偿器装置，提高了设备的利用效率，提高了功率因数，降低了电能损耗，是一种经济合理且可行的方案，不仅为企业节省了大量资金，同时也提高了企业效益，值得进一步推广和应用。