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1、浅谈电容补偿的应用摘要：在供电系统中，电容补偿应用广泛，它不但补偿无功功率，提高电能质量, 降低损耗，提高设备的功率因数，还能减少配变安装容量，改善设备运行条件, 节约电能。对企业可减少功率损失，提高电网输电效率。关键词：电容补偿、功率因数、动态无功补偿一、电容补偿作用电容补偿就是无功补偿或者功率因数补偿。在电力系统中，用电设备会在使 用时过程中产生无功功率，而且通常表示为电感性，它会使电源容量的使用效率 降低，而通过在系统中适当地增加电容的方式就可以得以改善。电力电容补偿 也称功率因数补偿。它的作用是：电容在交流电路里可将电压维持在较高的平均值，可改善增加 屯路电压的稳定性。对大电流负载的突
2、发启动给予电流补偿，电力补偿电容组可提供巨大的瞬间 电流，可减少对电网的冲击。电路里大量的感性负载会使电网的相位产生偏差，（感性元件会使交流电流 相位滞后，电压相位超前90度）。而电容在电路里的特性与电感正好相反，起补 偿作用。在一定的有功功率卜，当用电企业cos越小，其视在功率也越大，为满足 用电的需要，供电线路和变压器的容量也越大，这样，不仅增加供电投资，降低 设备利用率，也将增加线路网损。负载的功率因数低，对电力系统不利。在电网 高峰负荷吋，用户的功率因数应达到的标准：高压用电的工业用户和高压用电装 有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为0.9以上；其它100KVA及以 上电力用户和
3、大中型电力排灌站，功率因数为0.85以上；农业用电功率因数为 0. 80以上。采用并联电容器进行无功补偿的方式可以有集中补偿、分组补偿及个别补偿 等。个别补偿。即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组，与 用电设备同时投入运行和断开，也就是再实际中将电容器直接接在用电设备附 近。适合用于低压网络，优点是补尝效果好，缺点是电容器利用率低。分组补偿。即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上，它 可与工厂部分负荷的变动同吋投入或切除，也就是再实际中将电容器分别安装在 各车间配电盘的母线上。优点是电容器利用率较高且补偿效果也较理想（比较折 中）o集中补偿。即把电容器组集中安装在
4、变电所的一次或二次侧的母线上。在 实际中会将电容器接在变电所的高压或低压母线上，电容器组的容量按配电所的 总无功负荷来选择。优点:是电容器利用率高，能减少电网和用户变压器及供电 线路的无功负荷。缺点:不能减少用户内部配电网络的无功负荷。二、电容补偿应用中的问题在公用配变及用户配变多采用集中补偿方式，将并联电容器组安装在配电变 压器的低压母线上，一般均采用成套装置与低压配电柜一起装于室内。因此，并 联电容器组成套装置均与所选用的配电柜型式相配套，以便于统一安装及接线。 而在实际在应用中会岀现以理问题：工业厂房的供配电系统比民用住宅的供配电系统复杂，对厂房设备不熟悉， 用电装机容量未明确，而对这情
5、况设计人员都以经验来设计。往往会造成配变容 量过大，导致补偿过大，造成设备的浪费。严重影响投资成本、运营成本，不能 满足客户需求。旧补偿装置柜里安装的电容器较为统一每一组电容容量，如10KVARX 12组、 12KVARX10组、14KVARX8组等，而在运行过程中，控制器设定的功率因数投入 门限值是0. 95（0. 90-1. 0可调）,它会根据用电负荷的功率因数自动投切电容器 组数。假设在12KVARX10组当中，当负荷的功率因数低于0.90时，控制器就发 出指令投入电容器，而当投入了 6组电容器后，又超出了控制器设定的限值 0. 95,此时，控制器又要发岀指令退岀2组电容器，当退岀后又达
6、不到所要求的 功率因值，控制器乂要发出指令投入电容器；如此反复，造成控制器频繁投切， 损坏电容组。在选用额定电容组屯压时，忽略了配电变压器的首端电源电压一般要超过 400V,有的达420V左右。而低压无功补偿装置柜都是安装在配电变压器低压线 母线侧，处于电源的最前端，虽然电容补偿在短时能在高于额定电压下工作，但 长期的超额定电压状态下运行，会缩短设备的寿命。造成电容鼓包击穿，这时 电容器失效，需要及吋更换，增加维护成木。选用控制器质量不好，当变压空载或者轻载吋，控制器不但没冇切断电容组, 并且还全电容组投入，使对地电容电流较大，电流超而于电压的角度增加，功率 因数降低，电路呈现容性，根据功率因
7、数调整电费方法，供电企业需耍对用 电企业罚款。三、正确使用电容补偿针对电容补偿应用上的问题，提出解决办法：工业用户的多负荷补偿容量的选择：1）对已生产企业欲捉高功率因数，其补偿容量Qc按下式选择：Qc=KmKj （tgd）l-tg（i）2）/Tm式中：Km为最大负荷月吋有功功率消耗量，由有功电能表读得；Kj为补偿 容量计算系数,可取0.80.9;Tm为企业的月工作小时数;tgH、tg 1-tg 4 2）式中Kn为年平均有功负荷系数,一般取0. 70. 75;Pn为金业有功功率之和; tgd）h tgd2意义同前。tgei根据企业负荷性质查手册近似取值,也可用加权 平均功率因数求得COS（l）l
8、o对于工业负荷中设备存在冇，如变频器、整流器、中频炉、电弧炉、电子式 日光灯等谐波源，由于谐波会增加电气设备的热损耗,干扰其功能甚至引发故障。 另外谐波可对信息系统产生频率耦合干扰，普通的并联电容器补偿在谐波下可能 发生谐波放大情况，损坏屯容器和设备，并严重降低电能质量。对此在电容器回 路中吊联电抗器，形成一个串联谐振回路，可用于吸收谐波，降低电网电压畸变, 基波无功补偿居次要位置。捉高电网功率因数，同时吸收谐波，电容器容量按无 功补偿的要求配置。因此，对不同的用电企业，分析清楚现场的设备，了解是否 存在谐波源存在，有利正确配置无功补偿设备。在于设备选型上解决电容开关投切频繁问题，一般低压补偿
9、柜的电容投切开 关主要分为三类，性能特点和应用场合不同：接触器：价格便宜，性能稳定。但投切时由涌流、过电压、电弧，故触点易 烧结，一般使用于负荷稳定，投切次数较少的场合。可控硅：投切时选择交流值的过零点，无涌流无弧光，可迅速跟踪负荷频繁 投切。但可控硅发热严重，需配置独立风扇散热，因此经常烧坏甚至着火，而且 价格较高。一般应用于负荷急剧变化的需频繁投切的场合。复合开关：集合了接触器和复合开关两者的主要优点并避免了其缺点，是目 前主流开关，可应用于大部分场合。价格较高，另外因其也内置了接触器，其响 应速度比可控硅要长些，要求快速跟踪投切的场合一般并不适用。对于负荷电流变化较大的场所，应采用动态补
10、偿，采用可控硅控制方式，快 速投切，补偿各电容的容量选用混合式电容组。3.电容组应在运行在0. 4kV以上的条件下正常工作。电容器运行中承受的长 期工频过电压不大于1. lUn；电容器的过电压和过电流符合GB12747-91要求。四、现阶段无功补偿中山供电局对于无功补偿非常重视，在电网改造中，率先投入使用永磁真空 开关投切动态无功补偿装置。该设备具有三相四线检测系统，可检测各相的无功功率、有功功率、功率因 数、电压、电流等参量；真空投切兀件同步选相控制器能自动寻找最佳投入（切 除）点；实现过零投切、无涌流（投切电容器瞬间产生的涌流应可控制在电容器组 额定电流的3倍以下）、无过压（电容器切除）；
11、触点不烧结；能耗小；无谐波注 入；在电气参数和机械参数发生变化时能自动修正投切点。具冇可调投入及切除 门限设定值，包描电流互感器变比；延时、过电压、低电压等参数的设置功能。 对于分组投切电容器组的，具有循环投切设置功能。具有投切振荡闭锁功能，系 统负载较轻时，控制器应具冇防止投、切振荡的措施，即超过设定的功率因数下 限一定值范围内对电容器的投切应有可设置0120秒的延时。延迟时间应与放电 时间相I办调，保证电容器再次投入时，其端子间的电压不高于电容器额定电压的 10%。采用带磁性材料作为铁芯制成的电抗器。有效防止谐波。低压电容器组选用干式自愈式二芳基乙烷复合薄膜电容器，以混合补偿的方 法实现准
12、确投切。配置如下表：五、电容补偿安装使用中注意事项农网改造项目，对丁旧冇设备整改，就常出现新购置的低压无功补偿装置柜。 由于生产厂家的不同，一般只能把电容使用VV电缆连接。这时要根据电容补偿 装置柜配置的全部电容器的容量，即总的额定电流之和的1. 5倍来选择电源导线 的截面积，其最小截面积不得小于50m m2塑铜线，导线额定绝缘电压lOOOVo电 源线两端连接一定要用铜线耳压接，保证接触面连接可靠。安全接地。电容器的金屈外壳必须可靠地同定电位。当电容器地额定电压高 于或等于电网电压时，应将电容器外壳接地，以保障人身安全。当电容器地额定 电压低于电网电压吋，则应加强电容器对地绝缘，可用相当于电网
13、绝缘水平地支 柱绝缘子支撑电容器的安装台架，外壳再与台架连接。电容放电。电容器再断开电源后，极间仍可能有极高的残余电压。为此，在 补偿电容器Z中应冇内装或外设的放电回路（电阻或电抗器、电压互感器），使电 容器的电压在3min（额定电压1000V以下的电容器组）或lOmin内（额定电压在 1000V及以上的电容器组）降至50V。为了防止带电荷合闸及防止人身触电伤亡事 故，电容器组必须加装放电装置。对于设备维修方而，定期的外观检查，特别是电容组鼓包。检查开关、控制 器等设备是否正常运行，通过多功能电子表及功率因数表，记录有功电量、无功 电量、电压、电流等数据，能尽早发现电容补偿故障，并减少因此带来的无功电 费损失。注重口常维修，有良好的通风，避免受其他热源的辐射，有助于延长电容补 偿工作寿命。六、总结从我们的实践来看，变压器不宜空载运行或轻载运行，应将负荷率调至0. 75 左右。尽量采用自然功率因数较高的电气设备，降低感性无功功率消耗。感性负 载时投入电容器补偿，容性负载时投入电抗器补偿。对不同类型的用电设备，止 确选择先进的补偿设备，冇利丁捉高功率因数，减少给电网带来的无功损耗。
