淺談智能電容器無功補(bǔ)償原理及其應(yīng)用

時(shí)間：2022-07-04作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：167

摘要：文章主要從電力電容器的補(bǔ)償原理、補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)、無功補(bǔ)償方式、電容器補(bǔ)償容量的計(jì)算及電容器運(yùn)行這幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞：電力電容器；無功補(bǔ)償
        隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電負(fù)荷的增加，必然要求電網(wǎng)系統(tǒng)利用率的提高。但由于接入電網(wǎng)的用電設(shè)備絕大多數(shù)是電感性負(fù)荷，自然功率因素低，影響發(fā)電機(jī)的輸出功率；降低有功功率的輸出；影響變電、輸電的供電能力；降低有功功率的容量；增加電力系統(tǒng)的電能損耗；增加輸電線路的電壓降等。電機(jī)和變壓器中的磁場(chǎng)靠無功電流維持，輸電線中的電感也消耗無功，電抗器、熒光燈等所有感性電路全部需要一定的無功功率。為減少電力輸送中的損耗，提高電力輸送的容量和質(zhì)量，進(jìn)行無功功率的補(bǔ)償。

一、電力電容器的補(bǔ)償原理
        電容器在原理上相當(dāng)于產(chǎn)生容性無功電流的發(fā)電機(jī)。其無功補(bǔ)償?shù)脑硎前丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置和感性功率負(fù)荷并聯(lián)在同一電容器上，能量在兩種負(fù)荷間相互轉(zhuǎn)換。這樣，電網(wǎng)中的變壓器和輸電線路的負(fù)荷降低，從而輸出有功能力增加。在輸出一定有功功率的情況下，供電系統(tǒng)的損耗降低。比較起來電容器是減輕變壓器、供電系統(tǒng)和工業(yè)配電負(fù)荷的簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的方法。因此，電容器作為電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償勢(shì)在必行。當(dāng)前，采用并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置已經(jīng)非常普遍。

二、電力電容器補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)
        1，優(yōu)點(diǎn)。電力電容器無功補(bǔ)償裝置具有安裝方便，安裝地點(diǎn)增減方便；有功損耗?。▋H為額定容量的百分之0.4左右）；建設(shè)*；投資??；無旋轉(zhuǎn)部件，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便；個(gè)別電容器組損壞，不影響整個(gè)電容器組運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。
        2，缺點(diǎn)。電力電容器無功補(bǔ)償裝置的缺點(diǎn)有：只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)節(jié)，不能進(jìn)行平滑調(diào)節(jié)；通風(fēng)不良，一旦電容器運(yùn)行溫度**70℃時(shí)，易發(fā)生膨脹爆炸；電壓特性不好，對(duì)短路穩(wěn)定性差，切除后有殘余電荷；無功補(bǔ)償精度低，易影響補(bǔ)償效果；補(bǔ)償電容器的運(yùn)行管理困難及電容器運(yùn)行的問題未受到重視等。
三、無功補(bǔ)償方式
        1，高壓分散補(bǔ)償。高壓分散補(bǔ)償實(shí)際就是在單臺(tái)變壓器高壓側(cè)安裝的，用以改善電源電壓質(zhì)量的無功補(bǔ)償電容器。
        2，高壓集中補(bǔ)償。高壓集中補(bǔ)償是指將電容器裝于變電站或用戶降壓變電站6kV-10kV高壓母線的補(bǔ)償方式；電容器也可裝設(shè)于用戶總配電室低壓母線，適用于負(fù)荷較集中、離配電母線較近、補(bǔ)償容量較大的場(chǎng)所，用戶本身又有一定的高壓負(fù)荷時(shí)，可減少對(duì)電力系統(tǒng)無功的消耗并起到一定的補(bǔ)償作用。其優(yōu)點(diǎn)是易于實(shí)行自動(dòng)投切，可合理地提高用戶的功率因素，利用率高，投資較少，便于維護(hù)，調(diào)節(jié)方便可避免過補(bǔ)，改善電壓質(zhì)量。但這種補(bǔ)償方式的補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)效益較差。
        3，低壓分散補(bǔ)償。低壓分散補(bǔ)償就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無功的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組分散地安裝在用電設(shè)備附近，以補(bǔ)償安裝部位前邊的所有高低壓線路和變壓器的無功功率。其優(yōu)點(diǎn)是用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也退出，可減少配電網(wǎng)和變壓器中的無功流動(dòng)從而減少有功損耗；可減少線路的導(dǎo)線截面及變壓器的容量，占位小。
        4，低壓集中補(bǔ)償。低壓集中補(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓開關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè)，以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，根據(jù)低壓母線上的無功符合而直接控制電容器的投切。低壓補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn):接線簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)工作量小，使無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前無功補(bǔ)償中常用的手段之一。

四、電力電容器的運(yùn)行
        1，允許運(yùn)行電流。正常運(yùn)行時(shí)，電容器應(yīng)在額定電流下運(yùn)行，運(yùn)行電流不得**過額定電流的1.3倍，三相電流差不**過百分之5。
        2，允許運(yùn)行電壓。電容器對(duì)電壓十分敏感，因電容器的損耗與電壓平方成正比，過電壓會(huì)使電容器發(fā)熱嚴(yán)重，電容器絕緣會(huì)加速老化，壽命縮短，甚至電擊穿。因此，電容器裝置應(yīng)在額定電壓下運(yùn)行，一般不宜**過額定電壓的1.05倍，運(yùn)行電壓不宜**過額定電壓的1.1倍。當(dāng)母線**過1.1倍額定電壓時(shí)，須采取降溫措施。
        3，諧波問題。由于電容器回路是一個(gè)LC電路，對(duì)于某些諧波*產(chǎn)生諧振,易造成高次諧波，使電流增加和電壓升高。且諧波的這種電流對(duì)電容器非常有害，*使電容器擊穿引起相間短路。因此,當(dāng)電容器在正常工作時(shí),在必要時(shí)可在電容器上串聯(lián)適當(dāng)?shù)母锌怪档碾娍蛊?，以限制諧波電流。
        4，繼電保護(hù)問題。繼電保護(hù)裝置可以有效地切除故障電容器，是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。主要的電容器繼電保護(hù)措施有:一是三段式過流保護(hù);二是為防止系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)過壓造成電容器損壞而設(shè)置的過電壓保護(hù);三是為避免系統(tǒng)電源短暫停投引起電容器瞬時(shí)重合造成的過電壓損壞而設(shè)置的低電壓保護(hù)；四是反映電容器組中電容器的內(nèi)部擊穿故障而配置的不平衡電壓保護(hù)、不平衡電流保護(hù)或三相差電壓保護(hù)。
        5，合閘問題。電容器組禁止帶電重合閘。主要是因電容器放電需要一定時(shí)間，當(dāng)電容器組的開關(guān)跳閘后，如果馬上重合閘，電容器是來不及放電的，在電容器中就可能殘存著與重合閘電壓相反的電荷，這將使合閘瞬間產(chǎn)生很大的沖擊電流,從而造成電容器外殼膨脹、噴油甚至爆炸。所以，電容器組再次合閘時(shí)，在斷路器斷開3mm之后才可進(jìn)行。
        *六，允許運(yùn)行溫度。電容器正常工作時(shí)，其周圍額定環(huán)境溫度一般為40℃-25℃；其內(nèi)部介質(zhì)的溫度應(yīng)**65℃,不得**過70℃，否則會(huì)引起熱擊穿,或是引起鼓肚現(xiàn)象。電容器外殼的溫度是在介質(zhì)溫度與環(huán)境溫度之間,不應(yīng)**過55℃。因此，應(yīng)保持電容器室內(nèi)通風(fēng)良好,確保其運(yùn)行溫度不**過允許值。
        綜上所述，無功補(bǔ)償技術(shù)是提高電網(wǎng)供電能力、減少電壓損失和降低網(wǎng)損的一種有效措施。電力電容器具有無功補(bǔ)償原理簡(jiǎn)單、安裝方便、投資小，有功損耗小,運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便、可靠等優(yōu)點(diǎn)。因此，在當(dāng)前，隨著電力負(fù)荷的增加，要想提高電網(wǎng)系統(tǒng)的利用率，通過采用補(bǔ)償電容器進(jìn)行合理的補(bǔ)償，是能夠提高供電質(zhì)量并**明顯的經(jīng)濟(jì)效益的

五、安科瑞AZC/AZCL智能電容器介紹及選型
1，產(chǎn)品概述
        AZC/AZCL系列智能電容器是應(yīng)用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節(jié)省能源、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量的新一代無功補(bǔ)償設(shè)備。它由智能測(cè)控單元，晶閘管復(fù)合開關(guān)電路，線路保護(hù)單元，兩臺(tái)共補(bǔ)或一臺(tái)分補(bǔ)低壓電力電容器構(gòu)成。可替代常規(guī)由熔絲、復(fù)合開關(guān)或機(jī)械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導(dǎo)線連接而組成的自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置。具有體積較小，功耗較低，維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)，可靠性高的特點(diǎn)，適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)對(duì)無功補(bǔ)償?shù)妮^高要求。
        AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數(shù)、頻率、電容器路數(shù)及投切狀態(tài)、有功功率、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內(nèi)部晶閘管復(fù)合開關(guān)電路，自動(dòng)尋找投入（切除）點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)過零投切，具有過壓保護(hù)、缺相保護(hù)、過諧保護(hù)、過溫保護(hù)等保護(hù)功能。
2，AZC系列智能電容器選型：




AZCL系列智能電容器選型：




3，產(chǎn)品實(shí)物展示

參考文獻(xiàn)：
（1）王杰，淺談電力電容器無功補(bǔ)償及其應(yīng)用
（2）安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2019.11版


安科瑞電氣股份有限公司專注于多用戶計(jì)量表,多回路電能表等

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  變電站運(yùn)維主要干什么。1、變電站操作。這是較重要工作之一，當(dāng)變電站所屬調(diào)度要求變壓站進(jìn)行設(shè)備操作時(shí)，比如斷開某斷路器，合上刀閘等等，而這一切都是為電網(wǎng)運(yùn)行服務(wù)的。在變電站做操作工序十分嚴(yán)謹(jǐn)，要有操作票，要首先在模擬臺(tái)模擬，然后起碼兩人一組，一人復(fù)述操作命令，一人操作，當(dāng)然操作前還要口述一篇操作命令。以免出現(xiàn)帶電和地刀這種惡性誤操作事件出現(xiàn)。2、變電站日常巡視。這是較重要工作之二，變電站的日常巡視一