無功補償電容器的應用

摘要：電容器作為無功補償裝置的重要設備，在配電系統中被廣泛使用。用電企業投入電容補償后，通過合理的配置和控制電容器，功率因數提高到了0.9以上，達到了用電標準，每年可節能100萬余元。

關鍵詞：電容器   無功補償  功率因數  節能

1前言

隨著國民經濟的發展，各種電子設備的應用，導致電網污染越來越嚴重，無功補償電容器能有效維持系統的電壓水平，提高電力系統的穩定、可靠性，能夠降低電網損耗。同時無功補償電容器具有自動切換、操作方便、運行性維護方便等特點，越來越受到企業的青睞。

2  無功補償電容器

2.1 無功補償電容器原理

在交流電路中，由電源供給負載的電功率有兩種：一種是有功功率P，是指保持用電設備正常運行所需的電功率；另一種是無功功率，是指用于電路內電場和磁場交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電動率。視在功率S表示有功功率和無功功率的矢量和。電感性負載的電壓和電流的相量間存在相位差，通常用相位角表示，相位角的余弦稱為功率因數。用電設備本身所具有的功率因數稱為自然功率因數，多數用電設備的自然功率因數都比較低。并聯電容器與供電設備或負載并聯，則供電設備或負載所需的無功功率可以全部或部分由并聯電容器供給，即并聯電容器發出的容性無功使系統無功功率增加，提高了功率因數。

2.2無功補償電容器的作用

電容在交流電路里可將電壓維持在較高的平均值，改善增加電路電壓的穩定性。對大電流負載的突發啟動給予電流補償，電力補償電容組可提供巨大的瞬間電流，減少對電網的沖擊。

電路中大量的感性負載會使電網的相位產生偏差(感性元件使電壓相位超前電流90°)，而電容在電路里的特性與電感正好相反，起補償作用。

在一定的有功功率下，當用電企業功率因數cosP越小，其視在功率也越大，為滿足用電的需要，供電線路和變壓器的容量也越大。這樣不僅增加供電投資，降低設備利用率，也將增加線路網損。在電網高峰負荷時，用戶的功率因數應達到標準：高壓用電的工業用戶和裝有帶負荷調整電壓裝置的電力用戶，功率因數為0.9以上：其他100kVA及以上電力用戶和大中型電力排灌站，功率因數為0.85以上；農業用電功率因數為0.8以上。

2.3 電容器安全運行條件及保護措施

電容器安全運行條件：

（1）電容器應在額定電壓下運行，電容器長時間允許電壓不得超過其額定電壓的1.1倍，如果超過，電容器應退出運行；

（2）電容器可以在額定電流下長期運行，允許運行上限電流不超過額定電流的1.3倍；

（3）電容器的額定頻率必須與電網的工作頻率一致；

（4）電容器組運行的環境溫度在-40℃~40℃時，充礦物油的電容器組允許溫升為50℃，充硅油的電容器組允許溫升為55℃。每臺電容器上應安裝單獨熔絲保護，電容器組應有繼電保護，包括過流保護、電壓不平衡和缺相保護、不平衡，電流保護、過電壓保護、低電壓與失壓保護。

另外，為了避免操作過電壓和大氣過電壓系統，還應該安裝機座的避雷器用來保護電容器（2）。

3 無功補償電容器的實際應用

設立電容器室，安裝電纜溝及電容器組支撐架，在電容器室安裝監控，采取防火措施，配置滅火器。無功補償裝置采用全膜介質電容器，通過按鈕將斷路器合閘后，補償裝置進入工作狀態，完全自動運行，實時跟蹤自動補償，控制器檢測到系統電壓超過控制器設備定的電壓下限并且無功電流超過設定的投切門限值時，自動判斷出需投切電容器組的級數，將對應電容器投入式切除。

補償電容器運行階段，制定巡視檢查制度。由主配電室值班人員每4h對電容器室巡視檢查一次，檢查內容主要有設備的工作模式（正常/故障，分閘狀態和合閘狀態），電容器組的工作狀態（投/切)，正常運行過程中有無異常聲音，房間內有無異味，環境溫度有無過熱，電容器運行的電壓、頻率電流是否符合電容器的要求。值班人員每班在電容補償裝置運行日志上記錄運行情況，記錄內容包括電容器組的工作狀態，系統參數（系統有功、系統無功、功率因數、無功電流、系統電壓、系統電流、補償電流）。技術人員每周至少檢查電容器運行日志兩次。發現隱患及時處理，經過近2a的數據統計，投入電容補償后，功率因數提高到了0.9以上，基本處于0.95左右，達到了用電標準，降低了企業成本。

參考文獻

[1] 周志敏，周紀海，紀愛華.無功補償電容器配置·運行·維護[M].北京：電子工業出版社，2009.

[2] 文紹卿，電力電容器無功補償及其安全應用J].河南科技,2011(5):56-57.

來源：《山東冶金》