無功補(bǔ)償電容器的應(yīng)用

摘要：電容器作為無功補(bǔ)償裝置的重要設(shè)備，在配電系統(tǒng)中被廣泛使用。用電企業(yè)投入電容補(bǔ)償后，通過合理的配置和控制電容器，功率因數(shù)提高到了0.9以上，達(dá)到了用電標(biāo)準(zhǔn)，每年可節(jié)能100萬余元。

關(guān)鍵詞：電容器   無功補(bǔ)償  功率因數(shù)  節(jié)能

1前言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種電子設(shè)備的應(yīng)用，導(dǎo)致電網(wǎng)污染越來越嚴(yán)重，無功補(bǔ)償電容器能有效維持系統(tǒng)的電壓水平，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠性，能夠降低電網(wǎng)損耗。同時(shí)無功補(bǔ)償電容器具有自動切換、操作方便、運(yùn)行性維護(hù)方便等特點(diǎn)，越來越受到企業(yè)的青睞。

2  無功補(bǔ)償電容器

2.1 無功補(bǔ)償電容器原理

在交流電路中，由電源供給負(fù)載的電功率有兩種：一種是有功功率P，是指保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率；另一種是無功功率，是指用于電路內(nèi)電場和磁場交換，并用來在電氣設(shè)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(fù)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(shù)。用電設(shè)備本身所具有的功率因數(shù)稱為自然功率因數(shù)，多數(shù)用電設(shè)備的自然功率因數(shù)都比較低。并聯(lián)電容器與供電設(shè)備或負(fù)載并聯(lián)，則供電設(shè)備或負(fù)載所需的無功功率可以全部或部分由并聯(lián)電容器供給，即并聯(lián)電容器發(fā)出的容性無功使系統(tǒng)無功功率增加，提高了功率因數(shù)。

2.2無功補(bǔ)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(wěn)定性。對大電流負(fù)載的突發(fā)啟動給予電流補(bǔ)償，電力補(bǔ)償電容組可提供巨大的瞬間電流，減少對電網(wǎng)的沖擊。

電路中大量的感性負(fù)載會使電網(wǎng)的相位產(chǎn)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(bǔ)償作用。

在一定的有功功率下，當(dāng)用電企業(yè)功率因數(shù)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(shè)備利用率，也將增加線路網(wǎng)損。在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)，用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)：高壓用電的工業(yè)用戶和裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)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(shù)為0.85以上；農(nóng)業(yè)用電功率因數(shù)為0.8以上。

2.3 電容器安全運(yùn)行條件及保護(hù)措施

電容器安全運(yùn)行條件：

（1）電容器應(yīng)在額定電壓下運(yùn)行，電容器長時(shí)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(yīng)退出運(yùn)行；

（2）電容器可以在額定電流下長期運(yùn)行，允許運(yùn)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(wǎng)的工作頻率一致；

（4）電容器組運(yùn)行的環(huán)境溫度在-40℃~40℃時(shí)，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(yīng)安裝單獨(dú)熔絲保護(hù)，電容器組應(yīng)有繼電保護(hù)，包括過流保護(hù)、電壓不平衡和缺相保護(hù)、不平衡，電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、低電壓與失壓保護(hù)。

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

3 無功補(bǔ)償電容器的實(shí)際應(yīng)用

設(shè)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(jiān)控，采取防火措施，配置滅火器。無功補(bǔ)償裝置采用全膜介質(zhì)電容器，通過按鈕將斷路器合閘后，補(bǔ)償裝置進(jìn)入工作狀態(tài)，完全自動運(yùn)行，實(shí)時(shí)跟蹤自動補(bǔ)償，控制器檢測到系統(tǒng)電壓超過控制器設(shè)備定的電壓下限并且無功電流超過設(shè)定的投切門限值時(shí)，自動判斷出需投切電容器組的級數(shù)，將對應(yīng)電容器投入式切除。

補(bǔ)償電容器運(yùn)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(nèi)容主要有設(shè)備的工作模式（正常/故障，分閘狀態(tài)和合閘狀態(tài)），電容器組的工作狀態(tài)（投/切)，正常運(yùn)行過程中有無異常聲音，房間內(nèi)有無異味，環(huán)境溫度有無過熱，電容器運(yùn)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(bǔ)償裝置運(yùn)行日志上記錄運(yùn)行情況，記錄內(nèi)容包括電容器組的工作狀態(tài)，系統(tǒng)參數(shù)（系統(tǒng)有功、系統(tǒng)無功、功率因數(shù)、無功電流、系統(tǒng)電壓、系統(tǒng)電流、補(bǔ)償電流）。技術(shù)人員每周至少檢查電容器運(yùn)行日志兩次。發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理，經(jīng)過近2a的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，投入電容補(bǔ)償后，功率因數(shù)提高到了0.9以上，基本處于0.95左右，達(dá)到了用電標(biāo)準(zhǔn)，降低了企業(yè)成本。

參考文獻(xiàn)

[1] 周志敏，周紀(jì)海，紀(jì)愛華.無功補(bǔ)償電容器配置·運(yùn)行·維護(hù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

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

來源：《山東冶金》