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庫克庫伯對某管業科技公司補償柜工況分析及改造建議
某管業公司現場設備含有大功率直流電機和變頻器，部分負載變化速度快，諧波含量大。低壓側有兩臺1250kva變壓器，兩臺變壓器補償柜配置一致，每臺變壓器配置3面補償柜，一臺控制器，每面柜補償10路，電容器電壓為0.45kv，接觸器投切，單柜合計補償350kvar，總計1050kvar。目前，電容器出現過漏液，鼓包變形，壽命短，偶爾有爆炸，著火情況出現。接觸器觸點粘連分不開的情況時有發生，補償柜自投運后只能手動投入，不能自動投切，建議根據負荷情況徹底改造。現做如下具體分析：
一、當前補償柜存在的具體問題：
1）自動模式下3面補償柜共用一塊控制器，造成單次投入補償容量過大（3*35=105kvar，400v系統下電容器運行電流合計120a），易出現過補償，頻繁投切，系統電壓波動；
2）現階段補償柜不能自動運行，需手動操作投入（單次投入同樣105kvar），補償效果差。由于生產設備運行期間負荷會有變動，存在過補償或欠補償情況，手動投入的電容器存在長期投運的風險，由于手動操作電容器，電容器放電時間無法保證，電容器存在投切過電壓風險，可能造成電容器內部絕緣介質擊穿。
3）現場設備含有大功率直流電機和變頻器，而直流電機和變頻器為非線性負載，其工作過程會導致系統母線產生大量5、7次諧波電流，高諧波電流導致電壓電流波形嚴重畸變，不但影響系統連續供電的可靠性和安全性，而且損耗大量功率，降低了電能質量和供電設備的使用效率。而諧波對電容器的損害又比較大，諧波電壓易造成電容器過電壓后絕緣擊穿，諧波電流易造成電容器過流運行而發熱嚴重加速老化。
4）現場補償柜采用接觸器投切，與系統快速變化的工況不符，其投切速度跟不上系統快速變化的無功需求。接觸器閉合期間，電容器端電壓與系統電壓疊加，易產成電容器過電壓及投切涌流。電容器過電壓造成電容器絕緣老化較快，甚至絕緣擊穿，投切涌流易造成開關損壞或接觸器觸點粘連。
二、具體改造方案及產品選型：
根據某管業公司現階段補償柜裝配及實際投入容量，對pe管材制造段1250kva變壓器做如下改造：
1、容量配置
原補償柜有三面，每面柜裝配容量350kvar，合計1050kvar，根據現場生產情況及補償柜補償效果，改造兩面柜即可滿足系統補償需求，第三面柜僅做緊急備用。
2、具體方案
1）大小分組結合，滿足低用電負荷及高峰負荷期間的不同補償需求。
2）采用全自動智能無功補償控制器，該控制器可根據系統情況，實現精準投切、循環投切，滿足系統快速變化的無功需求，同時具有過電壓、過諧波保護，過溫保護，通訊等功能。
3）采用晶閘管投切裝置，因晶閘管為無觸點開關，響應速度≤20ms（接觸器響應時間＞20ms，又稱為靜態開關），又稱為動態開關，可實現電容器過零點投切，避免電容器投切過電壓及投切涌流的風險。
4）電容器串聯7%電抗率的電抗器，用以濾除系統直流電機功率柜及變頻器產生的5、7次及以上諧波分量，避免諧波對電容器產生的危害，延長電容器的使用壽命。
5）采用庫克庫伯濾波防爆式電容器，電容器采用加厚加寬的金屬化膜，獨特的浸漬抽真空工藝及仿真老化實驗，電容器內部設計特殊的防爆結構，避免電容器使用過程中的爆炸風險，目前已通過西高所破壞性試驗，實驗前后電容器外觀無變化。
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