電氣設計人員在選擇電力電容器時,應針對用途、環境、電壓、電流等條件,購買相應的專用電力電容器,這樣既能延長電容器的使用壽命,為設備運行與人身安全提供保證,又能節省資金、提供經濟效益。
1. 根據電力電容器用途選擇電容器的類型根據電力電容器用途選擇電容器的類型見下表:
2. 根據電力電容器的用途選擇電容器的型號
電力電容器型號選用見表:3. 電力電容器額定電壓的正確選擇電力電容器對電壓十分敏感,因電容器的損耗與電壓平方成正比,過壓會使電容器發熱嚴重,電容器絕緣會加速老化,壽命縮短,甚至電擊穿。電網電壓一般應低于電容器本身的額定電壓,最高不得超過其額定電壓的10%,這樣可延長電容器的使用壽命。必須注意,最高工作電壓和最高工作溫度不可同時出現。因此,當工作電壓為1.1倍額定電壓時,必須采取降溫措施。電容器的額定電壓至少等于所接入電網的運行電壓,并且還應考慮電容器本身的影響。注意,電網的運行電壓有時與電網的標稱電壓相差較大。另外,當電容器接入,將造成電源到電容器安裝處的電壓升高,諧波存在電壓也有所升高。考慮以上因素,電容器額定電壓等級的確定至少比電路標稱電壓高5%。例如,380V電路至少用400V的電容器。其次,用戶應根據實際使用場合的較長時間最高持續電壓來選擇。尤其當電容器回路串聯電抗器時,會由于串聯電抗器使電容器端子上的電壓升高,超過電網的運行電壓。串聯電抗器后的電容器額定電壓=系統電壓/ (1-K (電抗率))。
例如,串聯12%電抗率的電容器,電容器本來選400V的電容器額定電壓,現在就要選400V/(1-0.12)=455V電容器額定電壓。對于380V網路,已習慣選用400V的電容器;對于660V、1.14kV 網路也應該選用690V及1200V電容器。根據網路標稱電壓選用電容器的最低額定電壓列于下表:
下列情況應選用額定電壓較高的電容器。
(1)電網的實際電壓高于其標準電壓,在安裝前最好先實際測量網絡的電壓再選用。
(2)為了降低諧波及其他影響,而在電容器回路中串聯電抗器,此時電容器端子上的電壓將高于網路的運行電壓,建議選用比網路電壓等級高的電容器。如網路電壓為400V,則應選用450V等級電容器。
(3)安裝處通風散熱差,同時又不能改善其冷卻條件時,建議選用額定電壓等級為450V以上的電容器。
(4)有整流裝置、電弧爐、變頻調速等設備時,因其產生的諧波電流疊加在基波電流上,使電流有效值增大,溫升增高,使電容過熱損壞,建議選用額定電壓等級為450V以上的電容器。
(5)有間歇性大功率設備,因其投切頻繁,負載變化大,建議選用額定電壓等級為450V以上的電容器。
4. 移相電容器容量的選定電容器容量選配對電源的影響較大,這就要求設計人員在使用電力電容器補償時,既不能過大,也不能過小。過大的標稱電容會使電路的電壓升高太大,容易燒壞用電設備。安裝雙向無功電度表進行試驗,可以幫助我們發現電容容量過補或欠補的問題。為保證電網運行及供電質量,應選配多少容量的電容器就顯得非常重要。電力電容器容量的選配應按照以下要求。
(1)對于就地補償來講,電動機的空載電流乘以額定電壓就是所需要補償的容量。
(2) 根喝負載的總容量或根據變壓器容量的60%,計算電容器選配的所需容量。
(3)根據實際負載高峰值的80%,計算電容器選配的所需容量。第(2)、(3)點要根據實際情況,用戶控制柜的情況不同會有不同的對待處理。經濟效益好,是否是三班24小時不停運行,或兩班、一班運行, 這些都有不同用電狀態,需不同的處理補償方式。電力電容器容量按照公式:Qc=S(sinθ1-cosθ1×tanθ)進行計算。例:某設備總功率為100kW,求功率因數從0.7提高到0.95時所需多大電容補償量?總功率為100kW,視在功率:S=P/cosθ=100/0.7≈143kVA查函數表得:cosθ1=0.7時,sinθ1=0.71;cosθ2=0.95時,sinθ2=0.32,tanθ=0.35。Qc=S(sinθ1-cosθ1×tanθ)=143×(0.71-0.7×0.35)≈67kVA選用電力電容器補償時,還應考慮變壓器的損耗,因為變壓器運行時也消耗無功。一般在變壓器補償方面最大補償到25kVar,最小補償到1kVar。這要根據變壓器的容量大小、是否是節能型而定。電流不穩定會對電容器存在致命危害。因此對一些有如行車、起吊設備或啟動頻繁的設備的企業,必須選用抗沖擊的專用電力電容器。
5. 根據工作電壓選擇使用油浸電容器還是自愈式電容器自愈式電容器具有工作場強、介質損耗低、體積小、重量輕、容量大及自愈性能和元件在發生永久性擊穿時不引起爆炸等優點,因而在電氣控制設備中得到廣泛應用。自愈式低壓并聯電容器適用于工頻額定電壓為1.05kV及以下的交流控制系統中,作為無功功率補償。