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1、 电力电容（电力电容（C C）配用空开、保险的选用及）配用空开、保险的选用及无功功无功功率补偿的有关常识率补偿的有关常识 1、电力电容器工作电流的估算 2、常用高低压电力电容器的外形 3、常用低压电力电容器补偿柜的安装接线 4、电力电容（C）配用空开、保险的选用 5 5、无功功率补偿的有关常识 补偿的作用 补偿的原理 提高功率因数的意义 补偿容量的估算、查表与计算 补偿用电力电容器的安装 电力电容器的安全运行 电力电容器的安全操作 电力电容器的保护 电力电容器故障的判断及处理 低压无功功率补偿柜的选择 2021/9/211电力电容（电力电容（C C）配用空开、保险的选用）配用空开、保险的选用
2、1、对于电力电容：、对于电力电容： 单台电容：IR（c）（1.5-2.5)INc 电容组：IR（c）（1.3-1.8)INc 说明：对于电力电容有一千乏（Kvar）工作电流 INc=1.5A。 电力电容器配用空开的大小与电力电容配用 保险的选用相同。 短路电流：（8-10）IN 瞬间烧断保险丝 熔断电流：（2.0 IR ） （30-40S） 过载电流：（1.25-2.0）IN （ 30-40S ） 或更长时间2021/9/2122、常用电力电容器外形常用电力电容器外形2021/9/2133、常用低压电力电容器补偿柜的安装接线常用低压电力电容器补偿柜的安装接线2021/9/2142021/9/2
3、152021/9/2162021/9/2172021/9/2182021/9/2192021/9/21102021/9/21112021/9/21122021/9/2113例、有一台BW0.4-12-3电容器，需配多大的空开、保险？（0.4-表示内压0.4KV，12-表示12KvaR，3表示三相）解：电容器工作电流： 因有 1Kvar为1.5A,故 INc=121.5=18（A） 故电容器所配空开： IDZC=（1.5-2.5）INc =（1.5-2.5）18 =（27-45）A 故电容器所配保险： IRC=（1.5-2.5)INc =（1.5-2.5）18 =（27-45）A2021/9/2
4、114无功功率补偿的有关常识无功功率补偿的有关常识 1 1、补偿的作用：、补偿的作用： 无功功率的补偿是由电力电容器（即移相电容器）来完成的，其作用是并联在电力变压器低压侧出线线路上，提高线路的功率因数，改善电能质量，降低电能损耗，还能提高供电设备的利用率。 2 2、补偿的原理：、补偿的原理：在电力系统中，当用电设备如电动机及其他有线圈的设备即感性负载很多时，其负载的功率因数COS较低时，就必须进行无功补偿，其原因是这类设备除从线路中取得一部分电流作功外（即有功功率外），还要从线路上消耗一部分不作功的（即无功功率）电感电流。这就使得线路上的电流要额外地加大一些。电工中给出的功率因数COS就是用
5、来衡量这一部分不作功的电流的。COS值越大，对电流电能的利用率越高，反之越低。当电感电流为零时，功率因数COS=1（即COS0=1），此时对电能的利用率最大（无任何损耗），当电感电流所占比例逐渐增大时，功率因数COS值就会逐渐下降，虽然，功率因数COS值越低， 线路额外负担越大，2021/9/2115 对发电机、电力变压器及配电装置的额外负担也较大，这除了降低线路及电力设备的利用率外，还会增加线路上的功率损耗，增大电压损失。降低供电质量。为此，应当提高功率因数COS。提高功率因数COS最方便的方法是并联电容器，电容器产生的电容电流Ic可抵消电感电流IL L，将不作功的所谓无功电流减小到一定的范
6、围以内。若Ic与IL L抵消为零，即=0是最理想化的。此时功率因数COS=1(即COS0=1)电能的利用率最高。 如100KVA的变压器给用户可提供100KW的电能。若Ic与IL L抵消为50%，此时功率因数COS=0.5，电能的利用率仅为50%，如100KVA的变压器给用户提供的电能不是100KW，而变成50KW了,那50KW的电能就变成不能利用的无功功率了，由此可见，当负载功率因数越低时，电源设备能输出的有功功率就越小， 其利用率就越低， 不能使电源设备（即电力电压器）的容量充分发挥作用。 2021/9/2116 在供电系统中，功率因数是一个重要指标，如果用电负荷的功率因数太低，则表示发电
7、机或变压器输出的功率中，无功分量占的比例较大，这对系统运行是很不利的，其主要表现在以下几方面。 （1）电源（发电机、变压器等）容量不能得到充分的利用。 电源设备是根据额定电压UN和额定电流IN来确定其额定容量SN的，即: SN= UNIN 而电源设备所发出的有功功率为： P= UNINCOS=SNCOS2021/9/2117 显然由此公式P= SNCOS看出，当负载的功率因数COS较低时，该电源设备发出的有功功率P就很小。例如，容量为100KVA的变压器向白炽灯、电炉、电锅、电热水器等纯电阻用电器负载供电时，由于COS=1，则变压器可输出： P=SNCOS=1001=100kW的有功功率，这时
8、变压器的利用率最高。若向电动机（属感性负载）供电时，若每台电动机的额定容量为10KW，功率因数为0.9，则变压器在满载情况下输出的有功功率为： P=SNCOS=1000.9=90kW 可见，100KVA的变压器只能承担9台电动机的负荷。若电动机的功率因数为0.5时，变压器输出的有功功率为： P=SCOS=1000.5=50kW 这时100KVA的变压器仅能承担5台电动机的负载就达到满载运行。 由此可见，当负载功率因数越低时，电源设备能输出的有功功率就越小，其利用率就越低，不能使电源设备充分发挥作用。2021/9/2118 （2）在电线路上将引起较大的电压降和功率损失。 当电网在一定电压向一定负
9、载供电时，流过供电线路的电 流为： I= 由此上面公式看出，当负载的功率因数COS较低时，线路电流I I势必增大，故在线路电阻R上的电压降U=IR必然增大，这将使用电设备的端电压降低，给设备的正常运行带来不良后果；同时会使线路的功率损失P=IR增大，造成有功电能的浪费。 从以上两方面可见，提高功率因数，能使电源设备得到充分利用,从而提高供电能力，同时可改善供电电压的质量，并节约了电能，这对提高供电的经济性有着重要的意义。因此必须进行无功补偿，一般要求10（35）KV高压侧功率因数补偿到0.95，低压侧补偿到0.9以上，一般也为0.95。2021/9/2119 3、提高功率因数的意义：、提高功率
10、因数的意义： 由电工学知，功率因数是电流的有功功率P与视在功率S之比，即： cos= 从上式可见，有功功率为定值时，减少无功功率Q就能提高功率因数。在极端情况下Q为零时，COS=1。可见，提高功率因数的实质，就是减少用电设备自身浪费的能量即无功功率的需求量。就整个电力系统来讲，减少用户的无功功率的需求量，具下述重大意义。 1 1）. .增加设备的供电能力增加设备的供电能力 提高功率因数，能增加电力系统主要组成部分的发电机、变压器和网路的供电能力。这是因为供电设备的供电能力，是 以视在功率S= 来表示的。当无功功率减少，对同一个 设备来讲它所供应或传送的有功功率就增加了，充分发挥了设备的潜力，提
11、高了电力系统的供电能力。2021/9/2120例如例如 某厂计算负荷Pmax=210kW，COS=0.7，配用1台315KVA变压器供电。问此变压器能否满足需求？当计算负荷增大到280kW，负载功率因数不变时，原有变压器能否满足需求？当计算负荷为280kW，而使负载功率因数提高到0.9时，原有变压器能否满足需求？ 解：当负荷为210KW，功率因数为0.7时，所需变压器容量： S= KVA315KVA。故变压器满足供电需求。 当负荷增大到280KW，而功率因数未加改善，则所需变压器容量： S= KVA315kVA。故原有变压器不能满足需求。 当功率因数改善后为0.9时，所需变压器容量为： S=
12、KVA315kVA 可见，提高功率因数后，不增设大容量变压器，原有变压器仍可满足负载增大后的供电需求。2021/9/2121 2）减少线路功率损耗）减少线路功率损耗 供电线路的有功功率损耗，是由于电流通过线路电阻RL时发热所产生的。三相供电线路的最大有功功率损耗为： Pmax=3ImaxRL(W)= (KW) RL-一相线路的导线电阻，； Ue-线路的额定电压，kV； Imax-线路的最大工作电流，A； Pmax、Qmax、Smax-线路的计算负荷，kW、kvar、kVA 当线路的额定电压Ue和输送的有功功率P保持恒定时，上式可改成下面的表现形式： Pmax=2021/9/2122 可见，在其
13、他因素相同的情况下，线路的损失与功率因数的平方成反比，即用户负载功率因数越低，供电线路的功率损耗越大，这样既浪费能源又增大电费成本。例如，当用户功率因数由0.7提高到1时，则线路的功率损失可减少50%；从0.7提高到0.95时，可减少46%，效果非常明显。 3）减少网路电压损失，提高供电质量）减少网路电压损失，提高供电质量 从功率式P= 可见，当网路电压和输送功率一定时，功率因数越低，通过网路的电流越大。该电流通过网路阻抗时，所产生的电压降也越大。可见，提高用户功率因数，可使供电线路的电压损失减小，从而改善了供电系统的运行水平及用户的供电质量。2021/9/2123 4 4、补偿容量的估算、查
14、表与计算：、补偿容量的估算、查表与计算： 1) 1)估算：估算：一般情况下，无功补偿容量可按变压器容量的15% 25%来估算（即一般情况下按功率因数COS2提高0.9左右来 考虑）。 当采用自动调节补偿方式时，补偿电容器的安装容 量宜留有适当余量 （因考虑到功率因数COS2有可能提高 0.95以上）。目前基本上均采用自动补偿方式。 例如例如：100KVA的配电电力变压器，无功补偿容量按变压器容量的15%25%来估算的话，其无功功率Q可按1525Kvar来匹配，当采用自动调节补偿方式时，其无功功率Q可按3050Kvar来考虑匹配。 2 2）查表：）查表：利用查表也可快速确定补偿容量。表4-22和
15、表4-23详细列出用电负荷设备，每一千瓦有功功率所需无功补偿容量（千乏Kvar/千瓦Kw）。通过查表可方便求得补偿容量。 这里还给出三相电动机单机补偿容量查找表-25和三相电动机最大补偿容量查找表4-26。以供参考查找之用。 2021/9/2124例如例如：某小厂用电负荷总功率为100KW,当功率因数从COS1=0.8提高COS2=0.9时，需配无功补偿容量为多大? 可直接查表4-22和表4-23获知：每一千瓦有功功率所需无功补偿容量为：0.27Kvar和0.266Kvar,也就是0.27Kvar。故100KW的用电负荷应配27Kvar的无功补偿容量。2021/9/21253）计算：）计算：
16、利用公式进行计算 Q=P(tg1-tg2)=P(tan1-tan2） 式中 Q-电容器的无功功率（千乏kvar） P-有功功率（千瓦） tg1(即tan1)-补偿前功率因数角的正切值； tg2(即tan2)-补偿后功率因数角的正切值。 tg1= tg2= cos与tg对应值可查表4-24 当确定补偿所需的电容器容量后，可查有关手册选出电容器的型号规格。在实际应用中，由于电容的标志参数与电容的计算值往往不同，故可选多个电容。 2021/9/2126 一般情况下电容补偿均采用三角形接线，其优点是：根据Y-转换原理，采用同样数量的电容量，三角形接法时的容量是星形接法时的3倍，故可提高电容器的利用率。
17、 例如例如：某小厂用电负荷总功率为某小厂用电负荷总功率为100KW,100KW,当功率因数从当功率因数从 COS COS1 1=0.8=0.8提高提高COSCOS2 2=0.9=0.9时，需配无功补偿时，需配无功补偿 容量为多大容量为多大? ? 解：利用公式进行计算： Q=P(tg1-tg2)=P(tan1-tan2） 查表4-24知： cos1=0.8时，tg1=0.7500， cos2=0.9时， tg2=0.4844。 故：Q=P(tg1-tg2)=100（0.7500-0.4844） =26.56=27（Kvar） 2021/9/21272021/9/21282021/9/212920
18、21/9/21302021/9/21312021/9/21322021/9/21332021/9/21345 5、补偿用电力电容器的安装：、补偿用电力电容器的安装：1）电容器所在环境温度不应超过40、周围空气相对湿度不应大于80%、海拔高度不应超过1000m；周围不应有腐蚀性气体或蒸气、不应有大量灰尘和纤维；所安装环境应无易燃、易爆危险或强烈震动。2）电容器应避免阳光直射，受阳光直射的窗玻璃应涂以白色。3）电容器分层安装时一般不超过三层；层与层之间不得有隔板，以免阻碍通风；相邻电容器之间的距离不得小于50mm；上、下层之间的净距不应小于20cm；下层电容器底面对地高度不宜小于30cm。电容器铭
19、牌应面向通道。4）电容器外壳和钢架均应采取接PE线措施。5）高压电容器组和总容量30kvar及以上的低压电容器组，每相应装电流表；总容量60kvar及以上的低压电容器组应装电压表。2021/9/2135 6）补偿用电力电容器或者安装在高压边，或者安装在低压边； 可以集中安装，也可以分散安装。从补偿的完善的角度看， 低压补偿比高压补偿好，一般均为低压补偿。分散补偿比集 中补偿好；从节省投资和便于管理的角度看，高压补偿比低 压补偿好，集中补偿比分散补偿好。 6 6、电力电容器的安全运行：、电力电容器的安全运行： 1）电容器运行中电流不应长时间超过电容器额定电流的1.3倍。 电压不应长时间超过电容器
20、额定电压的1.1倍，即电容器的额 定电压不应在110%以上电压下运行，也就是不超过10%的额定 电压下运行。 2）电容器使用环境温度不得超过表4-27提供的限值。电容器外 壳温度不得超过生产厂家的规定值（一般为60或65）。 3）电容器各接点应保持良好，不得有松动或过热迹象；套管应 清洁，并不得有放电痕迹；外壳不应有明显变形、不应有漏 油痕迹。电容器的开关设备、保护电器和放电装置应保持完 好。2021/9/2136 电容器使用环境温度温度类 别 环境温度/上限下限时平均最高日平均最高年平均最高+40-40+40+30+20+45-40+45+35+25+50-40+50+40+302021/9
21、/21374）正常情况下，应根据线路上功率因数的高低和电压的高低投入或退出并联电容器。当功率因数低于0.9、电压偏低时应投入电容器组；当功率因数趋近于1且有超前趋势、电压偏高时应退出电容器组。目前无功功率补偿全部采用自动补偿器来自动完成调节。5）当运行电容器异常，超出电容器的工作条件时，应退出电容器组。如果电容器三相电流明显不平衡，也应退出运行，进行检查。2021/9/21387 7、电力电容器的安全操作：、电力电容器的安全操作：1 ）正常情况下全站停电操作时，就先拉开电容器的开关，后拉开各路出线的开关即分闸；最后断开总闸。正常情况下全站恢复送电时，就先合上总闸，再合上各路出线的开关即分闸，最
22、后合上电容器的开关。2）全站事故停电后，应拉开电容器的开关。3）电容器断路器跳闸后不得强送电；熔丝熔断后，查明原因之前，不得更换熔丝送电。4）不论是高压电容器还是低压电容器，都不允许在其带有残留电荷的情况下合闸。否则，可能产生很大的电流冲击，损坏电容器。电容器重新合闸前，至少应放电3min。对于具有自动放电功能的电容器，当切除（即断开）与再投入时，其时间间隔必须大于3min(自动放电的时间)，否则可能产生很高的过渡电压，损坏电容器。5）为了检查、修理的需要，电容器断开电源后，工作人员接近之前，不论该电容器是否装有放电装置，都必须用可携带的专门放电负荷进行人工放电。2021/9/21398 8、
23、电力电容器的保护：、电力电容器的保护： 1）高压电容器组总容量不超过100kvar时，可用跌开 式熔断器保护和控制；总容量100300kvar时， 应采用负荷开关保护和控制；总容量300kvar以上 时，应采用真空断路器或其他断路器保护和控制。 2）低压电容器组总容量不超过100kvar时，可用交流 接触器，刀开关、熔断器或空开保护和控制。总容 量超过100kvar时，必须采用低压断路器即空开或 智能断路器进行保护和控制。 3）低压电容器用熔断器保护时，单台电容器可按电 容器额定电流的1.52.5倍选用熔体的额定电流； 多台电容器可按电容器额定电流之和的1.31.8倍 选用熔体的额定电流。 2
24、021/9/2140 9 9、电力电容器故障的判断及处理：、电力电容器故障的判断及处理： 1）渗漏油：渗漏油主要由产品质量不高或运行维护不周造成。外 壳轻度渗油时，应将渗油处除锈、补焊、涂漆，予以修复；严 重渗油时应予更换。目前低压侧基本上都采用干式电容器，其 内部无油而且设有自动放电、自动脱离电源保护装置。 2）外壳膨胀：主要由电容器内部分解出气体或内部部分元件击穿 造成。外壳明显膨胀应更换电容器。 3）温度过高：主要由过电流（电压过高或电压有谐波）或散热条 件差造成，也可能由介质损耗增大造成。 应严密监视，查明 原因，作针对性的处理。如不能有效的控制过高的温度，则应 退出运行； 如是电容器
25、本身的问题，应予更换。若电容器冒 烟，则应紧急退出运行。2021/9/21414）套管闪络放电：主要由套管脏污或套管缺陷造成。如套管无损坏，放电仅有脏污造成，应停电清扫，擦净管套；如管套有损坏，应更换电容器。处理工作应停电进行。5）异常声响：异常声响由内部故障造成。异常声响严重时，应立即退出运行，并停电更换电容器。6）电容器爆破：由内部严重故障造成。应立即切断电源，处理完现场后更换电容器。7）熔丝熔断：如电容器熔丝熔断，不论是高压电容器还是低压电容器，均应查明原因，并作适当处理后再投入运行。否则，不 能投入运行。8）当连接点严重过热甚至熔化时，应立即退出运行，并停电更换电容器。 2021/9/
26、2142 10 10、低压无功功率补偿柜的选择：、低压无功功率补偿柜的选择： 目前常用的有：GGJ低压无功功率补偿柜、GCS型低压无功补偿柜等。其选择步骤为：1）根据控制步骤要求选择一台主柜；2）根据所需无功补偿容量再补充一台或多台辅柜；3）在实际工作中，依据用电负荷确定出补偿容量后，自己也可制作补偿柜。强调：强调：1）补偿装置的开关（包括空开、切换电容器接触器）及导线的长期允许电流，高压不应小于电容器额定电流的1.35倍，低压不应小于电容器额定电流的1.5倍。在一、二类建筑中的电容器应采用干式电容器。电容器组应设有自动放电装置；2）凡负荷稳定、容量较大且运行时间较长的异步电动机，如水泵、风机
27、、采油设备以及拖动各类连续运行的产生线及物料运输机等的电动机，宜装设就地无功补偿装置；2021/9/21433）电压偏低而影响电动机启动和正常运行，远距离电源间歇运 行和连续运行的电动机，宜采用就地无功补偿装置；4）在原配电系统中，增加新电动机时，应优先考虑就地无功补 偿装置；5）经常轻载或空载下运行的电动机、电焊机、变压器和感应 炉，宜装设就地无功补偿装置；6）凡电动机容量在10KW及以上，配电线路超过20m时，一般应采 用就地无功补偿；7)30KW及以下单台电动机补偿电容器容量一般为1/2电机容量KW或（kvar）；8)30KW以上单台电动机补偿电容器容量一般为1/3电机容量KW或 （kvar）。而且电机转速越低补偿电容应较大些。参见表4-25和表4-26.2021/9/2144
