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1、并联电容器和电抗器选取注意事项01并联电容器的选取并联电容器是无功功率补偿装置的主体，其质量的好坏，运行的可靠性，将直接影 响整套装置的使用效果和寿命。要选择一种优质的电容器应从以下几个方面考虑：(1) 电容器额定电压的确定由于并联电容器需要长期、全额在电网中工作，而电容器的实际工作电压与其使用 寿命又有直接的关系，根据可靠性试验理论可知:当电容器的工作电压每提高10%, 其寿命将减少一半。所以，确定电容器的额定电压是非常重要的。电容器额定电压 的选取由下列因素决定:a.供电网的电压水平;b.谐波背景，当电容器在含有谐波 的环境下工作时，谐波电压将叠加到电容器的基波电压上，会使电容器的实际工作
2、 电压升高(Uc二U+SUi);c.是否加装串联电抗器。为限制投切电容器时的合闸涌流， 为抑制谐波避免谐振或为消除(吸收)谐波，都需要在电容器支路中串联电抗器。由 电工学原理可知，当电容器与电抗器组成串联回路再接入电网时，电容器两端的电 压将高于电网电压，其升高幅度由所串联电抗器的电抗率(P)来决定:Uc二U/(1-P)。 综合以上因素，笔者认为在低压0.4kV电网中(变压器实际输出电压会高于0.4kV) 设置的无功功率补偿装置中安装的电容器，在一般情况下应选择额定电压为 0.45kV系列的产品，而用于谐波抑制或滤波装置中的电容器，根据串联电抗器的 电抗率不同，其额定电压应选择0.48kV或0
3、.525kV系列的产品。(2) 电容器额定温度等级的确定电容器工作时其周围的温度(略高于环境温度)，对电容器使用寿命的影响是很大的, 因为，根据绝缘材料的寿命理论:当电容器的工作温度每升高7-10C时，其寿命将 缩短一半。但由于温度对电容器寿命的影响是缓慢的，所以经常被忽视。在电容器产品国家及行业标准中仅列出A、B、C、D四个温度等级，而实际应用中，有 许多场合(如箱变、高温地区等)的环境温度已高于D级(+55C)。这就要求设计人员 在选择电容器时与相关制造厂进行沟通，要求提供更高温度等级的产品。（3）电容器额定容量及内部连接方式及结构的确定当补偿装置的总容量及投切方式和组数确定后，还需对单台
4、电容器的电容量、外形 结构尺寸、安装方式（垂直、水平）、以及内部连接形式（D、Y、Yn、III）和填充料种 类（干式、油渍式）等参数进行选择。并联电容器输出的无功功率与其工作电压的平方成正比，当实际工作电压与额定电 压不一致时，其实际输出的无功功率与其额定值是不相等的，实际输出无功功率可 用下式表述c=（Uc/Un）2.Qn由于采用补偿方式不同，需要电容器内部连接的方式有所不同，根据需要，电容器 内部可接成D、Y、Yn、III等形式。而由于装置安装位置（如:在地下供、用电设施， 易然、易爆环境中安装使用的电容器）安全等级的要求,有时需要干式、无油化的电 容器。关于低压电容器的选用，在国家相关行
5、业规范中已有明确的规定:根据“民用 建筑电气设计规范”（JGJ/T16）的要求，设置在民用主体建筑中的低压电容器应采用 非可燃性油浸式或干式电容器。在特殊情况下还会因为柜体尺寸的限制，电容器体 积需要小型化，且能够进行水平方向安装。圆柱形金属（铝）外壳电容器能够极大限度地满足以上要求，已经越来越多地被多种 成套装置所选用，尤其是在大容量（比如补偿容量大于300kvar）的补偿柜中及小体 积就地补偿柜中，则是唯一选择。圆柱形电容器因其具有诸多的优点，而被越来越 多的人们所认识和接受，而用圆柱形电容器组装制作的补偿柜,不久将会逐步取代采 用传统结构电容器组装的补偿柜，必将成为无功补偿领域的主导产品
6、。02串联电抗器的选取随着电网污染程度的加重，为保证补偿装置安全可靠的运行，需要加装串联电抗器 以抑制或滤除谐波，同时也限制了电容器投切时产生的涌流。电抗器与电容器组成串联回路后，也需要长期承受不断增加的负荷，如果电抗器的 质量不好，就会在运行中过度发热，尤其是工作在谐波环境下的电抗器发热将更加 严重，将可能导致发生火灾事故。对于电抗器的质量对补偿装置安全运行的影响，现在许多人的认识是不够的，尤其 是在低压电网系统中。另外，由于电抗器的价格较高，在选用时经常会选择体积较 小，价格便宜的产品，而往往不是最佳方案。从物理学角度来讲，要保证电抗器长 期安全可靠地运行，足够的导线截面积和绕组的设计选取
7、是基本的前提。电抗器的电抗率及电感值是要经过严格计算并经修正后确定的，不能随意选取，否 则不但达不到预期的效果，反而会带来危害（可能产生谐振而引起谐波电流放大）。 关于电抗器的电抗率的选取，在相关的标准中都有相应的描述。通常情况下，用于 限制涌流的电抗器其电抗率在0.1%1%之间选取;用于谐波抑制（失谐）回路的电抗 器其电抗率在4.5%以上选取;用于谐波滤除（调谐）回路的电抗器其电抗率则需要根 据所滤除谐波的次数，通过计算得出。03无功功率补偿方案的确定根据供、用电系统的无功功率实际需求情况，决定采取并联电容器进行无功功率补 偿时，要对所采用装置的类型及配置方案进行策划、设计、确认。在确定最终
8、方案 时需要考虑多方面的影响因素，还要吸取现有各种装置运行的经验和教训。因需要进行无功功率补偿的位置不同，要达到的预期目标有所区别，而负载的性质 以及供、用电质量也不一样，同时也要从经济角度（投资成本）去考虑，所以要从实 际情况出发对各种方案进行综合的评定，从中选择出合适的方案来。1、在有条件的情况下或必需时，要对拟补偿系统的电能质量进行测试，分析和评 估。这项工作需要专用的测试仪器并由专业技术人员来完成。这一点是非常重要的, 对于一个完整、有效的解决方案以及整套装置的设计和制作可以说是不可缺少的环 节。而以前乃至现在大多数的补偿装置在设计制作之前都没有认真进行此项工作， 或者说有不少的生产企
9、业根本就没有技术和能力进行此项工作，在制作装置之前仅 凭以往的经验或参考同行厂的样机。这是目前在运行的大多数无功功率补偿装置补 偿效果不理想，达不到设计的功能，而且经常出现故障，不能正常工作（有些已弃 之不用），乃至发生火灾事故的主要原因之一。另外，在装置设计时，所选元器件的 质量以及各种元器件之间参数的匹配是否合理或组装工艺等也是很重要的原因。2、补偿装置是否需要配置谐波治理功能（抑制或吸收）随着各种新型电子设备/装置（主要是非线性负载）的安装使用，在大量消耗无功功 率的同时还会产生大量的谐波，对公用电网造成了很大的“污染”。由于谐波的产 生和存在，已对电网的安全运行及用电设备的安全带来很大
10、的危害，而由于谐波原 因造成的电力事故和经济损失也是有目共睹的。“谐波”一这一电网的公害，现已 引起相关部门越来越多的关注。 根据GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波的要求 必须对各种非线性负 载注入电网的谐波电压和谐波电流加以限制。当负载产生谐波或供电系统中存在谐 波且超标时，则需要设置滤波无功补偿装置。反之，则不需要。（2）在有些场合，虽然谐波未超过标准的规定，但已影响到系统的正常工作时，也 需要设置滤波无功补偿装置。（3）在一些特殊场合，例如:医院、宾馆、智能小区、民航、军事、科研、精密测量、 矿山、码头、冶金等，都应该设置滤波无功补偿装置，甚至需要配置专用的滤波装 在同一供电系统（同一变压器）中，当非线性负载（整流/变频、中/高频等设备, 一般情况下是谐波源）容量占总容量的10%以上时，就应该配置滤波无功补偿装 置。笔者认为:随着科学技术的不断发展，我国工业化程度的逐步提高，传统的无功功 率补偿装置（这种方案纯由并联电容器组构成），在越来越多的场合将不能正常的使 用，将逐步被具有滤波功能的补偿装置以及不断出现的新型装置所取代。
