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浅谈（tán）低压（yā）电容器无功补偿的技术与经济性

返回打印来源（yuán）：仪天成电力时间：2017/12/06 阅读：次

　　无功（gōng）功（gōng）率是维持电力系统正常运行主要的一个因素。搞好电力系统的无功（gōng）平衡，提（tí）高负荷（hé）的功率因数，可（kě）以减少线路和变压器中的有功（gōng）功率损耗和其（qí）他电（diàn）能损耗，从而（ér）提高电能质量，降低电能损耗，并保证了电力系统的稳定运行和用户的供电质量。交直流（liú）分压（yā）器主要用于脉冲高（gāo）压，雷电高压（yā），工频高压的测量以及电力系统（tǒng）及（jí）电气、电子设备制造部门工频交流高电压和直流高电压的测量。
　　1无功补偿的作用
　　1.1提高变（biàn）配电设备利用率，减少（shǎo）投（tóu）资费（fèi）用
　　对低功率因（yīn）数的负荷进行无功补偿，接入并联电容器,由于无功电流得到（dào）补偿，使得负荷电流减少（shǎo）
　　由于功率（lǜ）因数提高而使变配电设（shè）备减少的容量（kVA）可用公式1计算：
　　ΔS＝P/COSφ1－P/COSφ2
　　＝P×（COSφ2－COSφ1）/（COSφ2×COSφ1）
　　（1）式中：
　　S---为（wéi）减少的设备容量
　　P---为负荷有功功率
　　COSφ1---为补偿前负荷功（gōng）率因数
　　COSφ2---为（wéi）补偿后负荷功率（lǜ）因数
　　如1000kW的负荷容量，补偿前（qián）功率（lǜ）因数为0.7，从公式1中可计（jì）算出当功率因数（shù）补偿到0.95时，为该负荷输电的（de）变配电设备容量可减少376kVA，对于新建项目可（kě）以（yǐ）减少投资费用（变配（pèi）电设备容量减少376kVA，可减少基本电费的支出），经济效（xiào）益明显。
　　2.2降低电网中的功（gōng）率损耗（hào）
　　当负荷的功率因数从1降到COSφ时，电网中的功率损耗（hào）将增加的百分数约为δp（%）=（1/COS2φ-1）×100%
　　2.3减少了线路的压降
　　由于功率因数的提（tí）高，线路传送电流小（xiǎo）了，系统的线路（lù）电（diàn）压损失（shī）相应减小，有利于（yú）改善（shàn）末端的电能质（zhì）量。
　　2.4提高功（gōng）率因数及相应地减少电费
　　根据国家水利电（diàn）力部国家物价局1983年颁布的《功率因（yīn）数调整电费办法》规定（dìng）三种功率（lǜ）因数（shù）标准值，相应地减（jiǎn）少电费：
　　①功率因数标准0.90，适用于160千伏（fú）安以（yǐ）上的高压供电工业用户、装有带负荷调整（zhěng）电压（yā）装置的高压供电电力用户和（hé）3200千（qiān）伏安及以上的高压供电电力排灌站。②功率因（yīn）数标准0.85，适用于100千伏安（千瓦）及（jí）以上的其（qí）他工（gōng）业用户，100千伏安（ān）（千瓦）及以上的非工业用户和100千伏安（千瓦）及以上的电力排灌站。③功率因数标准（zhǔn）0.80，适用于100千伏安（千瓦（wǎ））及以上的农业用户和趸售用户。
　　3低压（yā）并联电容器无功补偿的种类
　　3.1集中补偿
　　在低压配电所内配置若干组（zǔ）电容器接在（zài）配（pèi）电母线上，补偿供电范围内的无功功率
　　3.2就（jiù）地补偿
　　将补偿电容器安（ān）装于用电（diàn）负荷（hé）附近，或直接并联于（yú）用电设备上
　　就地补偿分为两（liǎng）种：一是分散就地补偿，电容器接（jiē）在低压配电装置或动力箱的母线上，对附近的用电设备进（jìn）行无功（gōng）补（bǔ）偿。二是单独就地补偿，将电容器直接（jiē）接在用电设备端子上或保护设（shè）备末端，一般不需要电容器用的操作保护设备，
　　3.3就地补偿与集中补偿节（jiē）能比较
　　4电容补偿在技术上应注意的问题
　　①防止涌流。在电容器投入时（shí），一般情况下伴随着很大（dà）的涌流，在（zài）IEC出版物831电容器篇中电容器投入涌流的计算公式Is＝In×√2S/Q
（3）式（shì）中：
　　Is---为电容器投入时的涌流（A）
　　In---为电容器额（é）定电流（A）
　　S---为安装电容器处的短路功率（MVA）
　　Q---为电容（róng）器容量（Mvar）
　　在低压电容（róng）器回路中，可采用（yòng）以下方法限制：一是串联（lián）电抗器；二是（shì）加（jiā）大投切（qiē）电容（róng）器的容量；三是采用专（zhuān）用电容器（qì）投切的接触器。
　　②防止系统谐波的影响。由于电容器回路是（shì）一个LC电路，对于某些谐（xié）波容易产生谐振，造（zào）成谐波放大，使电流增加和电（diàn）压升高。为此可采（cǎi）用（yòng）串联（lián）一定感抗值的电抗器以避免谐振，如以电抗器的百分比为K，当电网（wǎng）中5次谐（xié）波较高（gāo），而3次谐波不太高时，K宜采用4.5％；如中3次谐波较高时，K宜采用12％，当电网中谐波不高时，K宜采用0.5％。
　　③防止产生自励。采用电容（róng）器就地补偿电动机无功功率（lǜ），电（diàn）容（róng）器直接并联在电动机上，切断电源后，电动机在惯性作用下继续（xù）运行，此时电（diàn）容器的放电电流成为励磁电流。如果补偿电容器的（de）容（róng）量过大，就可使电动机的磁（cí）场得到自励而产生电压，电动机即运行（háng）于发电状态（tài），所以补偿（cháng）容（róng）量（liàng）小于电动机空载容量就可以避免，一般取0.9倍就没关系。
　　QC=0.9×3UI0
　　（4）式中：
　　Qc---为补偿电容器容量
　　U---为系统（tǒng）电压
　　I0---为电动（dòng）机（jī）空载电流
　　5电容补偿控制的选择及补偿容量的确定
　　5.1电容（róng）器（qì）组投（tóu）切方式的选择
　　电容器组投切方式分手动和（hé）自（zì）动两种。对于补偿低压基本无（wú）功及常年稳定的高压电容器组，宜采用手动投切；为（wéi）避免过补偿（cháng）或轻载时电压过高（gāo），易造成设备损坏的，宜采用自动投切。高、低压补偿效果相同时，宜采用低压自动补偿装置。
　　5.2电容器补偿容量的确定
　　先进行负荷计算，确定有功功率P和无（wú）功功率Q，补偿前自然功率因数为cosφ1，要补偿到的功率因数为cosφ2。则QC=P(tgφ1－tgφ2)
　　（5）式中：
　　Qc---为补偿电（diàn）容器容量
　　P---为负荷有功（gōng）功率
　　COSφ1---为补偿（cháng）前负荷功率因数（shù）
　　COSφ2---为补（bǔ）偿后负荷功率因数
　　确定无功补偿容量时，还应注意以下三点：①在轻负荷时要避免（miǎn）过补偿，倒送无功造成（chéng）功（gōng）率损耗增加，也是不经济的（de）。②功率因数越高，每千（qiān）乏补偿容量（liàng）减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高到0.95就是合理补偿。③就地补偿电容器容量（liàng）选择的主要参数是励磁电流，因（yīn）为不使电容器造成自励是（shì）选（xuǎn）用（yòng）电容器容量的必要条件，可用（yòng）公式（shì）4计（jì）算。
　　6结语
　　采用无功补偿（cháng）可以提高功率（lǜ）因（yīn）数，是一项投资少，收效快（kuài）的（de）节能措施。并联补偿电容器原理简单、使用方便、运行经济，还可以分组投切保（bǎo）证电压合格率和合理的功率因数。我国很多（duō）地区配电网和农网平均功（gōng）率因数偏低，通（tōng）过采用补偿电容器进行合理（lǐ）的补偿，一定能够提高（gāo）供电质量并取得明显的经济效益。

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