概述
水力发电机在向电网输出电力时,根据电力部门的规定,功率因数应达到0.8,也就是说每输出100千瓦小时有功必须同时输75千瓦小时无功。如果无功输出不足,电力部门会按照一定比例扣除上网的有功电度。
发电机是通过过励磁来发出无功的。在过励状态下,励磁电流增大导致励磁损耗增加,励磁系统温升增加,严重时会导致励磁系统无法正常工作,特别是那些使用年限长,绝缘老化的电机这个问题会更严重。在枯水季节,由于发电机有功输出达不到额定值,可以增加无功输出,在这种情况下上网无功是可以满足电力部门要求的。但在丰水季节,发电机总是在额定状态下运行,由于变压器也需要大量无功,所以上网的无功量总是不足的。要满足上网无功需求,只有降低有功输出,否则要承受数额巨大的罚款。人们总希望在丰水季节在保证发电机不过载过热情况下尽可能多发有功,同时又要避免数额巨大的无功罚款,TBBF型无功电容补偿装置就是为解决以上问题而设计的产品。电站安装该设备后可在额定有功输出增加25%而电机不会过载过热。同时电机工作在平励状态,励磁电流下降,损耗减少,温升降低。即使在枯水季节,如果电站有多台电机,可以减少运行的电机数量,让运行的电机可能在平励状态下工作,一方面可以让电机以最济状态运行,另一方面也可以节省运行费用,电机使用寿命也可以延长。
TBBF型产品是为中小型水电站无功电容补偿设计的。它使用在水电站的正常工作环境下。低压产品是户内式只能安装在室内。高压产品由户外是也有户内式,外形尺寸、结构相同,只是户外产品防护性能更好。
产品结构
低压产品结构
容量在100kvar及以下产品外壳为前后均可开门的密封箱体。箱体最大尺寸为1050(高)×600(宽)×400(深)(容量较小时尺寸适当缩小)。总开关是空气开关。投切按钮及指示灯均设于箱门上。电压进线通过电缆接在空开上端口上。容量超过120kvar时外壳采用PGL或GGD屏(柜)宽为1000,单屏(柜)最大容量为360kvar。低压产品均采用于电容投切的接触器投切电容,而且均是多组手动投切。在PGL或GGD屏(柜)体上,仪表门上设有电流、电压、功率因数表、投切按钮、指示灯装在门上。刀开关作总开关。各组电容设熔断器或空气开关作发路保护。产品均设过压保护,进线处有避雷器,确保运行安全。
高压产品结构
柜体均采用薄钢板和角钢焊接的密封式柜体,顶部是防雨顶盖,后门和侧门封闭可用螺钉拆卸,前门分上下两部分,可用自有开启,门上有透明的观察视图。进线的导电套管装在柜顶上。高压产品用真空接触器投切电容,其控制电源是直流110V、220V,或交流220V。电容器位于柜体下部,真空接触器位于中部靠后,中部靠前是保护电容的熔断器,柜上部是隔离开关,刀开关上部在柜内与导电套管相连套管另一端在柜顶用于进线。刀开关进线处还装有吸收操作过电压的避雷器。
柜内还装有三台电压互感器。互感器初级线圈用于停电后电容器的放电。其次级线圈一组用于电容投切指示和过压保护。另一组剩余电压线圈用于三相不平衡保护。当运行中的电容器只极一台出血故障或任一相熔断器熔断时设备都会推出运行。
用于产品控制盒保护的集控台位于电站集控室内,柜体通过电缆与集控台连接。投切按钮、指示灯、指示仪表,用于保护的继电器等均装在集控台上,操作方便,指示清晰,保护可靠。 电抗器是三相垂直叠装的干式电抗器也可用三相干式铁芯电抗器。
电抗器用于限制合闸涌流,在补偿容量较大时使用。当有三台容量为600kvar或二台容量为1000kvar的设备时,必须增加电抗器。
为了降低设备在高温季节电容器的温升,柜底部装有散热的轴流风机。风机开停也在集控台上,柜内是三台电容器,当补偿容量为150kvar时,柜体尺寸为2500(高)×900(宽)×750(深);当补偿容量为300、600、900、1000kvar时,柜体尺寸为2800(高)×1600(宽)×1000(深)。当补偿容量为900、1200kvar时柜体尺寸为2800(高)×1800(宽)×1000(深)。