時間：2023-05-29 18:23:26
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇低壓電容器，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1.引言
傳統的電容器大部分都用絕緣油，因為絕緣油有散熱，絕緣的作用，但是在運輸及使用過程中很容易出現碰撞，鼓肚等情況導致絕緣油泄露。在使用中還會出現爆炸、噴油、起火的現象，非常危險。里面的油是很稠的，并且有毒。與傳統電容器相比，督凱提研發的具有鍍特殊金屬成分的聚丙烯膜PPMh/MKPh，它的目的是支持自愈性能并減少介質損耗，較于現在的其他介質及氣體絕緣的電容器，PPMh電容器以它優越的過載能力和長壽命成為功率因數補償系統的目標。由于創新的金屬化處理，聚丙烯膜在纏繞期間承受較少的應力。因此介質性能能夠長期保存并且在電壓和電流的作用下表現相當好的性能，可以達到4倍In的過載能力，更有效的自愈性和低的介質損耗使電容器擁有長達210000小時以上的壽命，并且運行溫度大大降低。
2.督凱提低壓電容器的結構原理
督凱提低壓電容器是由數字式REGO控制器、電容器、濾波電抗器等原件組成。在實際應用中會根據現場負荷的不同，電抗器和電容器組的組合方式也不同。下面將逐一詳細論述。
2.1 數字式REGO控制器
REGO控制器是微處理控制系統，可以根據負載吸收的無功功率自動控制電容器的投切。不僅提高可靠性和準確性的無功功率補償，在結構和設計方面還是一個用戶界面，它非常直觀，適用于所有用戶。這個新的微處理器還支持更高一級功能的實現，包括易于安裝，需要的CT值參數值的設置。除了標準功能，控制繼電器還有測量和保護功能，能將獲得的數據進行傳輸并存儲在PC上。在保護方面具有過壓保護、過溫度保護、諧波過載保護、功率因數補償故障報警、欠壓保護，所有保護都默認自動恢復，控制器會在報警30分鐘后開始工作，也可以被制止，如圖1所示。
控制器具有自動和手動兩種操作模式。另外，通過“自動獲取”功能可以自動獲得每步的功率。而且，在程序的末尾，控制器還可以自動選擇最合適的開關次序。選擇一個用戶程序，在許多可用的選項中選擇，可以手動設置。通過這個功能，控制器可以更快速糾正系統的PF。實際上，基于實時功率測量功能和已知的單段無功功率，控制器可以計算出達到目標功率因數需要的無功功率，并且同時投入所需要的路數(兩段之間的延遲只有設定的時間“T2”)。
2.2 電容器
自愈式電容器采用單層聚丙烯膜做為介質，表面蒸鍍了一層薄金屬作為導電電極。當施加過高的電壓時，聚丙烯膜電弱點被擊穿，擊穿點阻抗明顯降低，流過的電流密度急劇增大，使金屬化鍍層產生高熱，擊穿點周圍的金屬導體迅速蒸發逸散，形成金屬鍍層空白區，擊穿點自動恢復絕緣。用來進行無功補償兼濾波器的電力電容一般都是自愈式電容器，電壓無功補償裝置一般采用全膜介質自愈式電力濾波電容器。低壓補償電容最好采用三相角接。
電容器的熔絲分為內熔絲和外熔絲兩種，從圖中可以看出，當線路發生故障后，外熔絲的電容器就切出線路，停止工作了。而內熔絲的電容器只會切除發生故障的那部分回路，對整體回路的補償沒有太大的影響。化工區的低壓電容器選用的都是內熔絲的電容器，如圖2所示。
2.3 濾波電抗器
濾波電抗器用于低壓電容器柜中，與濾波電容器相串聯，調諧至某一諧振頻率，用來吸收電網中相應頻率的諧波電流。低壓電網中有大量整流、變流、變頻裝置等諧波源，其產生的高次諧波會嚴重危害主變及系統中其它電器設備的安全運行。濾波電抗器與電容器相串聯后，不但能有效地吸收電網諧波，而且提高了系統的功率因數，對于系統的安全運行起到了較大的作用。
2.3.1 串聯電抗器的選擇
用作限制充電涌流和諧波電流。用作限制充電涌流時，涌流值通常按電容器額定電流的20倍計算，電抗率一般為0.1%-1%。用作限制諧波電流時，與接入電網的諧波有關。如電網的諧波為5次以上時，電抗率宜取4.4%-6%，如電網的諧波為3次及以上時，電抗率宜取12%。電抗器的額定電流應大于或等于電容器組的額度電流。一般選用空芯或半芯干式串聯電抗器。
2.3.2 串聯電抗器的連接
串聯電抗器可接在電容器組的中性點或電源側，對限制合閘涌流和抑制諧波電流的作用都是一樣的。接在中性點側，正常運行時電抗器所承受的電壓低。可不受短路電流的沖擊，可減少事故，運行安全，電抗器的價格也較低。串聯電抗器接在電源側，對承受電壓和短路電流能力的要求就較高，電抗器的價格也較貴。因此，一般情況下推薦串聯電抗器接在電容器的中性點側。
3.電容器的故障處理
督凱提研發的新型低壓電容器在化工廠是初次使用，但在使用過程中也遇到一些問題，如熔絲燒黑、控制器溫度報警、電容器的頻繁投切等現象。以下將詳細論述幾種常見故障：
3.1 電容器的頻繁投切
電容器回路的接線方式采用FFI接法，功率因數投切的范圍是0.85-0.95。在電容器使用的過程中，發現功率因數在0.95之間徘徊，造成了電容器回路的頻繁投切，這樣不僅會對回路造成沖擊，還會損壞接觸器。在初期，我們處理的方法只是調高功率因數的上限至0.98，在剛調完的一段時間內，電容器運行平穩，但時間一長，又會頻繁的投切。為了解決電容器的頻繁投切，將REGO控制器回路的接線方式改為F-N接法，通過計算可得：
假設安裝容量為40Kvar，系統電壓400V，額定電壓500V
改造前：
電容器的有效輸出容量=安裝容量*(系統電壓/額定電壓)2
=40*(400/500)2
=25.6 Kvar
改造后：
電容器的有效輸出容量=安裝容量*(系統電壓/額定電壓)2
=40*(220/500)2
=7.744 Kvar
改造后每組電容器的有效輸出容量變小了，為了滿足線路補償的要求，電容器就會多投幾組來滿足要求，這樣既解決了電容器頻繁投切的故障，又可以延長電容器的使用壽命。對于我們這種不是滿負荷運行的電容器來說可以說是一舉多得，如圖3所示。
3.2 安裝錯誤
因為調諧濾波電抗器在運行過程中用散熱的形式消耗部分諧波電流以達到吸收諧波的目的，所以有一定程度的發熱量（電抗器最高耐溫180度）。補償容量較大電抗器要在柜內安裝電風扇以便和外界進行空氣交換。但對于電容器來說，過應力和過熱會縮短電容器的壽命（電容器工作溫度范圍-40—60）。所以為了將電容器的壽命達到最佳就要嚴格控制電容器的運行環境（溫度、電壓和電流）。電容器要置于空氣流通的位置并且遠離其它元件熱表面的熱輻射。當電容器被關在關閉的柜體內時，必須要有通風孔使柜內空氣自由流通。為了保證過壓力保護功能有效運行，頂部必須留至少30mm的空隙，并且用柔性導線連接，并且電容器之間至少留30mm。最重要一點，在配電柜布局時，應該把電抗器置于電容器上方，如圖4所示。但在實際的安裝過程中，由于安裝錯誤，如圖5所示，導致電容器無法運行。
3.3 電容器故障診斷
督凱提低壓電容器的設計主要考慮的是使用者的人身安全，當電容器發生故障后，電容器內部的壓力會將電容器的頂部漲開，將電容器的內部接線拉斷，故障電容器就退出運行，這樣就不會將事故擴大，也保證了人和設備的安全，環境的清潔。電容器故障示意圖如圖6所示。
4.結論
通過對督凱提低壓電容器的結構介紹，對電容器的使用性能有了進一步了解，為以后在化工廠中的應用維護，及故障處理積累了更多的經驗。
參考文獻
關鍵詞：電力系統 電力電容器 安裝維護
中圖分類號： F407 文獻標識碼： A 文章編號：
Abstract: in the power system, electric motors and other coil device used a lot, this kind of equipment except from the line made a part of the current work, but also from the line consumed part of inactive inductor current, which makes the line current to the extra increase the number.
Key words: power capacitor installation and maintenance
一、電力系統安裝電力電容器原因
電力系統中，電動機及其他有線圈的設備用的很多，這類設備除從線路中取得一部分電流作功外，還要從線路上消耗一部分不作功的電感電流，這就使得線路上的電流要額外的加大一些。功率因數就是衡量這一部分不作功的電感電流的，當電感電流為零時，功率因數等于1；當電感電流所占比例逐漸增大時，功率因數逐漸下降。顯然，功率因數越低，線路額外負擔越大，發電機、電力變壓器及配電裝置的額外負擔也較大，這除了降低線路及電力設備的利用率外，還會增加線路上的功率損耗、增大電壓損失、降低供電質量。為此應當提高功率因數。提高功率因數最方便的方法是并聯電容器，產生電容電流抵消電感電流，將不作功的所謂無功電流減小到一定的范圍以內，補償電力系統感性負荷無功功率,以提高功率因數,改善電壓質量,降低線路損耗。安裝電力電容器組來進行無功功率補償,這是一種實用、經濟的方法。而采用無功補償,具有減少設計容量;減少投資;增加電網中有功功率的輸送比例,降低線損,改善電壓質量,穩定設備運行;可提高低壓電網和用電設備的功率因素,降低電能損耗和節能;減少用戶電費支出;可滿足電力系統對無功補償的檢測要求,消除因為功率因素過低而產生的被處罰等優點。
二、電容補償裝置安裝
1、電容補償裝置安裝地點的選擇，電容器室技術要求的確定及整個補償裝置安裝質量的優劣，對安全運行與使用壽命影響很大，因其絕緣介質為液體，要求安裝地點無腐蝕氣體，保持良好通風的地點，相對濕度不大于80%，溫度不低于-35度，無爆炸或易燃的危險。
2、額定電壓在1千伏以上應單獨設置電容器室，1千伏以下的電容器可設置在低壓室內，補償用電力電容器或者安裝在高壓邊，或者安裝在低壓邊；可集中安裝，也可以分散安裝。從效果來說，低壓補償比高壓補償好，分散補償比集中補償好；從安裝成本及管理來說，高壓補償比低壓補償好，集中補償比分散補償好。低壓集中補償是指將低壓電容器通過低壓開關接在配電變壓器低壓母線側,以無功補償投切裝置作為控制保護裝置,根據低壓母線上的無功符合而直接控制電容器的投切。電容器的投切是整組進行,做不到平滑的調節。低壓補償的優點:接線簡單、運行維護工作量小,使無功就地平衡,從而提高配變利用率,降低網損,具有較高的經濟性,是目前無功補償中常用的手段之一。
3、電容器也可裝設于用戶總配電室低壓母線,適用于負荷較集中、離配電母線較近、補償容量較大的場所,用戶本身又有一定的高壓負荷時,可減少對電力系統無功的消耗并起到一定的補償作用。其優點是易于實行自動投切,可合理地提高用戶的功率因素,利用率高,投資較少,便于維護,調節方便可避免過補,改善電壓質量。
4、電容器室應符合防火要求，不用易燃材料，耐火等級不應低于二級。油量300kg以上的高壓電容器應安裝在獨立防爆室內，油量300kg以下高低壓電容器根據油量多少安裝在有防爆墻的間隔內或有隔板的間隔內。
5、高壓電容器組和總容量30kvar及以上的低壓電容器組，每相應裝電流表，總容量60kvar及以上的低壓電容器組，每相應裝電壓表，電容器外殼和鋼架均采取接地。
三、電容器投退
1、根據線路上功率因數的高低和電壓的高低投入或退出，當功率因數低于0.9、電壓偏低時應投入電容器組，當功率因數趨近于1且有超前趨勢、電壓偏高時應退出電容器組。
2、發生故障時，電容器組應緊急退出運行，如：外殼變形嚴重或爆炸、起火冒煙，有放電點，異常噪音大，連接部位嚴重過熱溶化等。
3、正常情況下全站停電操作時，先斷電容器的開關，后斷各路出線的開關，送電時先合各路出線的開關，后合電容器的開關，
4、全站事故停電后，先斷開電容器的開關。
5、電容器斷路器跳閘后不應立即送電、保險熔斷，應查明原因處理完畢后送電，并監視運行。
6、無論高、低壓電容器，不準帶有電荷合閘，因為如果合閘瞬間電壓極性正好和電容器上殘留電荷的極性相反，那么兩電壓相加將在回路上產生很大的沖擊電流，易引起爆炸。所以為防止產生大電流沖擊造成事故，重新合閘以前至少放電三分鐘。
7、檢修電容器時，斷開電源后，本身有放電裝置的，檢修工作人員工作前，應該人工放電。確保安全。
四、電力電容器運行及監護
1、電容器的正常運行狀態是指在額定條件下，在額定參數允許的范圍內，電容器能連續運行，且無任何異常現象。
2、并聯電容器裝置應在額定電壓下運行，一般不宜超過額定電壓的1.05倍，最高運行電壓不用超過額定電壓的1.1倍。母線超過1.1倍額定電壓時，電容器應停用。
3、正常運行的電容器應在額定電流下運行，最大運行電流不得超過額定電流的1.3倍，三相電流差不超過5%
4、電容器正常運行時，其周圍額定環境溫度為＋40℃～－25℃，電容器周圍的環境溫度不可太高，也不可太低。如果環境溫度太高，電容器工作時所產生的熱量就散不出去；而如果環境溫度太低，電容器內的油就可能會凍結，容易電擊穿。電容器工作時，其內部介質的溫度應低于65℃，最高不得超過70℃，否則會引起熱擊穿，或是引起鼓肚現象。電容器的工作環境溫度一般以40℃為上限，電容器外殼的溫度是在介質溫度與環境溫度之間，一般為50～60℃。如果室溫上升到40℃以上，這時候就應采取通風降溫措施，現在很多大型工廠有安裝空調進行降溫，否則應立即切除電容器。
五、電容器保護
1、電容器裝置內部或引出線路短路，根據容量采用熔斷器保護。
2、內部未裝熔絲高壓10KV電力電容器應按臺裝熔絲保護，其熔斷電流按電容器額定電流的1.5-2倍選擇，高壓電容器宜采用平衡電流保護或瞬動的過電流保護。
3、低壓采用熔斷器保護，單臺按電容器額定電流的1.5-2.5倍選擇熔斷器額定電流，多臺按電容器額定電流之和的1.3-1.8倍選擇熔斷器額定電流。
4、高壓電容器組總容量300kvar以上時，應采用真空斷路器或其他斷路器保護和控制。
5、低壓電容器組總容量不超過100kvar時，可用交流接觸器、刀開關、熔斷器或刀熔開關保護和控制，總容量100kvar以上時，應采用低壓斷路器保護和控制。
六、電容器故障判斷及處理
1、電容器輕微滲油時，將此處打磨除銹、補焊刷漆修復，嚴重應更換。
2、由于套管臟污或本身缺陷造成閃絡放電，應停電清掃，套管本身損壞要更換。
3、電容器內部異常聲響嚴重時，立即停電更換合格電容器。
4、當電容器熔絲熔斷，查明原因，更換相應熔絲后投運。
5、如發生電容器爆炸事故，將會造成巨大損失，因此要加強對電容器定期清掃、巡檢，注意使電壓、電流和環境溫度不得超過廠家規定范圍，發現故障及時處理。
從以上可以看出，電力電容器具有無功補償原理簡單、安裝方便、投資小,有功損耗小,運行維護簡便、安全可靠等優點。因此,在當前,隨著電力負荷的增加,要想提高電網系統的利用率,無功補償技術是提高電網供電能力、減少電壓損失和降低網損的一種有效措施，通過采用補償電容器進行合理的補償,是能夠提高供電質量并取得明顯的經濟效益的。
參考文獻：
青島勞動局編《電工安全作業技術》
【關鍵詞】提高；無功功率；應用
目前我國電力供應受一次能源漲價的影響，電能價格再三上調，電費占產品成本的比例逐年遞增，給市場經濟下的企業管理帶來了一定難度。低功率因數、低負荷、低效率等浪費電能的現象普遍存在，如何節約電能、降低產品成本、提高企業經濟效益已成為企業一項重要工作。
據統計，國供電網的總損耗中，僅低壓電網就占50-60%，特別是地方企業和鄉鎮辦企業，建廠時由于資金限制，有相當一部分沒有按照設計要求施工，在施工中以大代小、以簡代繁，手頭有什么材料和設備就地使用，不顧違反規程，造成了低壓電網不符合規程要求，更增加了低壓電網的損耗，因此，如何降低低壓電網的損耗是節電降耗、提高經濟效益的關鍵，也是改善低壓電網運行參數的需要。
在企業電力系統中，用電負荷90%以上都是電動機，造成無功損耗80%以上都是動力設備。因此，要提高功率因數來降低無功損耗，改善電力系統運行參數的主要方法就是電容器補償的方法。
1.補償原理
眾所周知，感性負荷電流是由有功電流及無功電流兩個部分合成的電流。
電動機的有功電流是為拖動負載而作功的，而無功電流是用來產生磁場的勵磁電流和電動機的一、二次漏磁電流。由于無功電流必須存在，因此要從電源索取兩部分功率（有功功率和無功功率），方能滿足電動機的工作要求。這樣就增加了供配電設備的容量，增加了電網的負擔，減少了電網的輸出能力，同時還增加了電能的損耗。
電動機并聯電容器之后，使功率因數得以提高，減少了電源輸入的無功功率，可用向量圖加以說明，見圖1和圖2。
從向量圖上可以看出，并聯電容器之后，通過電容器的電流Ic超前于電壓U 90度，它可以抵消一部分滯后于電壓U 90度的電感電流IL，使相角由￠1變成￠2，將功率因數由COS￠1提高到COS￠2，使合成電流由I1變為I2，功率也是如此變化。這時，I2
2.補償方式的選用
2.1高壓補償
高壓補償一般在10KV以上母線側，利用高壓電容柜進行補償。這種補償的優點是補償集中在高壓室內，便于管理和維護，適合于農村電工技術水平低、不會維護的地區。缺點是無功功率仍需要在線路中輸送，降低了補償效率。同時，高壓電容柜造價高、投資大。
2.2低壓集中補償
一般是在0.4KV側母線上采用電容器自動補償和電容器分期補償的方法，這種方法適合于單臺電機容量小而且多的系統及現場條件差、無法裝置電容器的場所。優點是，可以在低壓室中集中控制，隨時監控功率因數的變化，隨時調整電容投入量，最大限度地提高功率因數。適應現場條件不允許裝置電容器的場所，如防爆、潮濕、腐蝕氣體嚴重等場所。缺點是投資大，系統仍需輸送無功功率。
2.3就地補償
就是在電動機跟前與電動機并聯電容器，使用同一起動設備，停機時，電動機定子線圈即為電容器的放電線圈。優點是：無功功率就地補償，系統無需輸送無功電流，相應提高了系統負荷能力。缺點是：補償點多，不便于管理，特別是電機容量小時，電容器無處放置不安全，防爆、潮濕、腐蝕，嚴重的場所無法采用就地補償。
我廠六個低壓室均設在負荷中心，現場條件差，機、爐高溫，球磨車間粉塵大。另外，雖然有很多大容量的電機，但還有很多是20KW以下的小型電機，并且都是集中控制，根據我廠的實際情況，我們采取了集中和就地相結合的補償方法，取得了較好的效益。
2.3.1就地補償
我們在75KW以上的電動機就地安裝了電容器補償，使較大電機就地補償無功電流，減少了無功電流在系統中的輸送，從而降低了電流密度和導線的溫升，不但降低了電能損耗，而且提高了安全系數。
2.3.2集中補償
在就地補償的基礎上，在六個低壓室安裝了10臺電力電容器自動補償裝置，在生產中，在就地固定補償的基礎上，各低壓室的電力電容器柜投上后，可以根據電力負荷的變化，自動投切電容器，保證功率因數始終控制在最佳參數。通過兩個生產期運行，電容器柜及控制設備沒出現事故。全廠電力系統事故率下降了60%，更重要的是節能效益顯著。
我廠現運行汽輪發電機組，投入了電容器后得到了下列效益：
A由于無功由電容供給，發電機少發了無功功率，所以發電機軸功率降低了，就等于減少了汽輪機的出力，對汽輪機帶來了效益。
B電容采取就地補償，所以無功電流不用在發電機和電動機之間輸送了，減輕了輸電線路的負荷，輸電線路、開關等安全運轉率提高了，這種效益無法估量。
3.安裝后的檢查
（1）母線聯接嚴格按照電容柜的色帶相序（黃—A、綠—B、紅—C）接線，否則要調整低壓室母線位置。
（2）校對功率因數表電壓接線和電流接線相序是否符合要求。
（3）檢查電流互感器一次與二次絕緣狀態，絕緣低的要進行檢查。
（4）斷開主開關，單獨送操作保險檢查有無異常情況。
（5）檢查各部接線是否緊固，并進行處理。
4.運行時注意事項
（1）電力電容器自動補償柜要根據電力負荷遞增情況，逐漸投入電容器柜，在功率因數穩定情況下，用一臺電容器自動補償柜作調整用，其它柜都切到手動位置。
（2）建立電容器自動補償柜運行日記，每兩小時檢查一次運行情況，記錄功率因數、各相電流及各點溫度參數，發現電流表不平衡度達到5%時，應進行檢查。
（3）發現電容器漏油、溫升高等要及時處理，防止事故蔓延。
異步電動機功率因數很低，在電網負荷中異步電動機所占的比重較大，是城鄉電網的主要無功負荷。它使各級網損也相應增大，盡管在各級變電所、配電變及各廠礦企業內均裝有集中無功補償裝置來提高功率因數，減少電網線損，但集中補償不僅無法降低低壓電網的線損，而且價格較貴。特別是在鄉鎮，隨著鄉鎮經濟的發展，小型家庭式的生產方式在各地較為普遍，加上用戶分散，低壓網絡較長，采用集中無功補償，仍不能降低低壓電網的線損。低壓電網的高線損率對正在實施的城鄉電網同網同價政策帶來困難，因此，必須對鄉鎮家庭的異步電動機推廣低價的就地無功補償。三相低壓異步電動機就地無功補償就是一臺與異步電動機特性相配合的電容器直接并聯于該電動機，其保護僅利用原異步電動機的保護，不需要外加其它保護裝置。 為實施城鄉電網同網同價，應大力推廣異步電動機就地無功補償，建議電容器制造廠家應生產與異步電動機相配套的產品。
2、三相低壓異步電動機就地無功補償的好處
用三相低壓異步電動機就地無功補償有以下好處：①簡單、價低。因為只是在電動機上并聯一臺合適的專用電容器就可，不需要外加其它保護裝置，便于推廣；②不僅能提高低壓電網的功率因數，降低了線損，同時也提高了供電電網的功率因數，降低了配電網線損；③對用戶來講，節約了內線損耗，減少電費，同時可以不會因功率因數不合格而罰款（這對各廠礦企業內的異步電動機也同樣）。裝置三相低壓異步電動機專用無功補償電容器，具有較好的經濟效益；④提高了低壓線路的功率因數，減少末端電壓波動，改善了用戶的電壓，提高了電壓質量，也增加了產品數量及質量；⑤因為補償電容器隨電動機投切，只要補償的電容器容量配置適當，不存在無功過補償，有較為理想的補償效果。
用三相低壓異步電動機就地無功補償是一種經濟、簡單、高效、可靠的無功補償方法，應在廣大的鄉鎮和工礦企業推廣。為什么一個合適容量的電容器可以與異步電動機直接并聯，而不需要外加其它保護裝置，僅利用原異步電動機的保護就可，而且是一種經濟的無功補償。這是因為：
①異步電動機在運行時所需要的無功功率從異步電動機的等效電路中可知由兩部分組成：一部分是勵磁支路所需的無功功率；另一部分是負荷支路所需的無功功率。小容量的異步電動機主要是勵磁支路所需的無功功率，當負荷從由零到滿載時，其變化很小，隨負荷的增加而略有下降；而負荷支路所需的無功功率隨負荷增加而增加，其值一般要比勵磁支路所需的無功功率要小，異步電動機容量越小，相對的比例也越小。小容量的異步電動機從空載到滿載，其總的無功功率的變化不大。
異步電動機隨著容量的增大，從空載到滿載所需的總無功功率變化相應加大，因此，對低壓異步電動機的無功補償，其并聯電容器在運行時的實際補償容量，只要能補償其勵磁功率，就能使異步電動機運行的功率因數在負載率從40%～100%都有較高值（0.9以上），而低負載時，其功率因數雖不能達到0.9左右，但由于所需的無功功率量很小，因此產生的線損不大，而比無補償時降低了很多。
②由于異步電動機本身就是很好的放電線圈，所以在異步電動機外加電源電壓失去時，三相低壓異步電動機專用無功補償電容器可以向異步電動機放電，使電容器端電壓很快下降到零，在電網電壓復現（電網“重合閘”成功）時，就不會出現過電壓。因此，異步電動機與電容器并聯之間不能加裝熔斷器保護或開關，異步電動機與電容器應同時投入或斷開。
③由于并聯電容器在異步電動機的額定電壓下，所產生的無功功率小于異步電動機在額定電壓下空載時需要的勵磁功率（略小于空載無功功率）。當電壓上升時，電容器所產生的無功功率隨電壓的平方增加，而異步電動機因鐵芯的磁飽和，其需要的無功功率增加將大于電容器的無功功率增加；當電壓下降時，異步電動機和電容器的無功功率幾乎都將隨電壓的平方下降。因此，并聯電容器的補償容量在運行時所產生的無功功率，總小于異步電動機的不同負載下所需的無功功率。因此，不會產生過補償。
④由于電容器的無功功率比補償異步電動機空載無功功率要略小于一點，也就是說僅為勵磁功率，因此，也就不會產生異步電動機的自勵現象。
從上可知，只要電容器僅補償異步電動機的勵磁功率，就不會產生異步電動機的自勵磁現象。
⑤對于家庭式的異步電動機采用三相低壓異步電動機就地無功補償的經濟性是明顯的，因為它比其他復雜的無功補償要便宜得很多。就是對無功負荷僅為異步電動機的工礦、企業等也是經濟的，因為雖然它裝置的總無功容量要為集中的無功裝置的3～4倍，但集中無功補償裝置的單位容量的費用卻為單臺電容器的4～6倍左右，異步電動機就地無功補償總費用要比集中的無功補償裝置少。而且用三相低壓異步電動機就地無功補償電容器可降低工礦、企業內的低壓電網損失，節約了能源，減少了電費支出。
【關鍵詞】電力電容器；無功補償
由于經濟的不斷發展和用電負荷的增加，必然要求電網系統利用率的提高。但由于接入電網的用電設備絕大多數是電感性負荷，自然功率因素低，影響發電機的輸出功率；降低有功功率的輸出；影響變電、輸電的供電能力；降低有功功率的容量；增加電力系統的電能損耗；增加輸電線路的電壓降等。因此，連接到電網中的大多數電器不僅需要有功功率，還需要一定的無功功率。無功，簡單的說就是用于電路內電場與磁場的交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。電機和變壓器中的磁場靠無功電流維持，輸電線中的電感也消耗無功，電抗器、熒光燈等所有感性電路全部需要一定的無功功率。為減少電力輸送中的損耗，提高電力輸送的容量和質量，必須進行無功功率的補償。
目前，在110kV及以下的電網中，常安裝電力電容器組來進行無功功率補償，這是一種實用、經濟的方法。而采用無功補償，具有減少設計容量；減少投資；增加電網中有功功率的輸送比例，降低線損，改善電壓質量，穩定設備運行；可提高低壓電網和用電設備的功率因素，降低電能損耗和節能；減少用戶電費支出；可滿足電力系統對無功補償的檢測要求，消除因為功率因素過低而產生的罰款等優點。
1.電力電容器的補償原理
電容器在原理上相當于產生容性無功電流的發電機。其無功補償的原理是把具有容性功率負荷的裝置和感性功率負荷并聯在同一電容器上，能量在兩種負荷間相互轉換。這樣，電網中的變壓器和輸電線路的負荷降低，從而輸出有功能力增加。在輸出一定有功功率的情況下，供電系統的損耗降低。比較起來電容器是減輕變壓器、供電系統和工業配電負荷的最簡便、最經濟的方法。因此，電容器作為電力系統的無功補償勢在必行。當前，采用并聯電容器作為無功補償裝置已經非常普遍。
2.電力電容器補償的特點
2.1優點
電力電容器無功補償裝置具有安裝方便，安裝地點增減方便；有功損耗小（僅為額定容量的0.4%左右）；建設周期短；投資小；無旋轉部件，運行維護簡便；個別電容器組損壞，不影響整個電容器組運行等優點。
2.2缺點
電力電容器無功補償裝置的缺點有：只能進行有級調節，不能進行平滑調節；通風不良，一旦電容器運行溫度高于70℃時，易發生膨脹爆炸；電壓特性不好，對短路穩定性差，切除后有殘余電荷；無功補償精度低，易影響補償效果；補償電容器的運行管理困難及電容器安全運行的問題未受到重視等。
3.無功補償方式
3.1高壓分散補償
高壓分散補償實際就是在單臺變壓器高壓側安裝的，用以改善電源電壓質量的無功補償電容器。其主要用于城市高壓配電中。
3.2高壓集中補償
高壓集中補償是指將電容器裝于變電站或用戶降壓變電站10kV高壓母線的補償方式；電容器也可裝設于用戶總配電室低壓母線，適用于負荷較集中、離配電母線較近、補償容量較大的場所，用戶本身又有一定的高壓負荷時，可減少對電力系統無功的消耗并起到一定的補償作用。其優點是易于實行自動投切，可合理地提高用戶的功率因素，利用率高，投資較少，便于維護，調節方便可避免過補，改善電壓質量。但這種補償方式的補償經濟效益較差。
3.3低壓分散補償
低壓分散補償就是根據個別用電設備對無功的需要量將單臺或多臺低壓電容器組分散地安裝在用電設備附近，以補償安裝部位前邊的所有高低壓線路和變壓器的無功功率。其優點是用電設備運行時，無功補償投入，用電設備停運時，補償設備也退出，可減少配電網和變壓器中的無功流動從而減少有功損耗；可減少線路的導線截面及變壓器的容量，占位小。缺點是利用率低、投資大，對變速運行，正反向運行，點動、堵轉、反接制動的電機則不適應。
3.4低壓集中補償
低壓集中補償是指將低壓電容器通過低壓開關接在配電變壓器低壓母線側，以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，根據低壓母線上的無功符合而直接控制電容器的投切。電容器的投切是整組進行，做不到平滑的調節。低壓補償的優點：接線簡單、運行維護工作量小，使無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網損，具有較高的經濟性，是目前無功補償中常用的手段之一。
4.電容器補償容量的計算
無功補償容量宜按無功功率曲線或無功補償計算方法確定，其計算公式如下：
QC=p（tg?1-tg?2）或是QC=pqc（1）
式中：Qc：補償電容器容量；
P：負荷有功功率；
COS?1：補償前負荷功率因數；
COS?2：補償后負荷功率因數；
qc：無功功率補償率，kvar/kw；
5.電力電容器的安全運行
5.1允許運行電流
正常運行時，電容器應在額定電流下運行，最大運行電流不得超過額定電流的1.3倍，三相電流差不超過5%。
5.2允許運行電壓
電容器對電壓十分敏感，因電容器的損耗與電壓平方成正比，過電壓會使電容器發熱嚴重，電容器絕緣會加速老化，壽命縮短，甚至電擊穿。因此，電容器裝置應在額定電壓下運行，一般不宜超過額定電壓的1.05倍，最高運行電壓不宜超過額定電壓的1.1倍。當母線超過1.1倍額定電壓時，須采取降溫措施。
5.3諧波問題
由于電容器回路是一個LC電路，對于某些諧波容易產生諧振，易造成高次諧波，使電流增加和電壓升高。且諧波的這種電流對電容器非常有害，極容易使電容器擊穿引起相間短路。因此，當電容器在正常工作時，在必要時可在電容器上串聯適當的感抗值的電抗器，以限制諧波電流。
5.4繼電保護問題
繼電保護主要由繼電保護成套裝置實現，目前國內幾個知名電氣廠家生產的繼電保護裝置技術都已經非常成熟，安全穩定、功能強大。繼電保護裝置可以有效的切除故障電容器，是保證電力系統安全穩定運行的重要手段。主要的電容器繼電保護措施有：①三段式過流保護；②為防止系統穩態過壓造成電容器損壞而設置的過電壓保護；③為避免系統電源短暫停投引起電容器瞬時重合造成的過電壓損壞而設置的低電壓保護；④反映電容器組中電容器的內部擊穿故障而配置的不平衡電壓保護、不平衡電流保護或三相差電壓保護。
5.5合閘問題
電容器組禁止帶電重合閘。主要是因電容器放電需要一定時間，當電容器組的開關跳閘后，如果馬上重合閘，電容器是來不及放電的，在電容器中就可能殘存著與重合閘電壓極性相反的電荷，這將使合閘瞬間產生很大的沖擊電流，從而造成電容器外殼膨脹、噴油甚至爆炸。所以，電容器組再次合閘時，必須在斷路器斷開3min之后才可進行。因此，電容器不允許裝設自動重合閘裝置，相反應裝設無壓釋放自動跳閘裝置。
一些終端變電站往往配置有備用電源自動投切裝置，裝置動作將故障電源切除，然后經過短暫延時投入備用電源，在這個過程中，如果電容器組有低壓自投切功能，那么電容器組將在短時間內再次合上，這就會發生以上所說的故障。所以，安裝有備用電源自動投切裝置的系統與電容器組的投切問題，應值得充分的重視。
5.6允許運行溫度
電容器正常工作時，其周圍額定環境溫度一般為40℃～-25℃；其內部介質的溫度應低于65℃，最高不得超過70℃，否則會引起熱擊穿，或是引起鼓肚現象。電容器外殼的溫度是在介質溫度與環境溫度之間，不應超過55℃。因此，應保持電容器室內通風良好，確保其運行溫度不超過允許值。
5.7運行中的放電聲問題
電容器在運行時，一般是沒有聲音的，但在某些情況下，其在運行時也會存在放電聲的問題。如電容器的套管露天放置時間過長時，一旦雨水進入兩層套管之間，加上電壓后，就有可能產生放電聲；當電容器內缺油時，易使其套管的下端露出油面，這時就有可能發出放電聲；當電容器內部若有虛焊或脫焊，則會在油內閃絡放電；當電容器的芯子與外殼接觸不良時，會出現浮動電壓，引起放電聲。
一旦出現以上幾種出現放電聲狀況，應針對每種情況做出處理，即其處理方法依次為：將電容器停運并放電后把外套管卸出，擦干重新裝好；添加同種規格的電容器油；如放電聲不止，應拆開修理；將電容器停運并放電后進行處理，使其芯子和外殼接觸好。
5.8爆炸問題
關鍵詞:柱上綜合配電箱 傳統柱上綜合配電箱 功能 比較優點
中圖分類號:TM642 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)09(a)-0143-01
農村柱上配電箱因體積小、占地少、造價低,而在農村被廣泛采用,普通的綜合智能配電箱外殼一般由不銹鋼制成,內部由一臺配變綜合測控裝置和多臺低壓電力電容器。交流接觸器,電子開關和保護器件等散裝而成。由于長期掛裝在柱上,特別是夏天時,箱內溫度一般會達到60°C以上,影響內部電氣原件的工作性能,從而影響整個產品的可靠性。本文介紹一種新型的綜合智能變電箱外殼采用SMC板型壓而成,質量輕盈,內部通風較好,由一臺配變綜合測控裝置和數臺智能式電容器模塊在箱內積木式組裝而成。產品結構簡潔,體積小,容易實現標準化,規范化。
該配變箱集低壓輸出。補償。電能計量和配變參數記錄為一體,適用于柱上變臺的電桿上安裝使用,對低壓負荷實現動態無功自動補償,對每回路配變輸出始端都安裝了漏電保護裝置,具有電能分配。電能計算。數據采集。電壓監測。過流保護。低壓防雷。斷電保護及無功補償等功能,也適用于相應的現場配電控制,還可以作為其他配電設備的配套輔助裝置。
1 結構特點
配電箱主要由箱體構件。進線計量單元。控制單元。出線單元及無功補償單元組成。
1.1 箱體構件
主要由SMC板型壓而成的外殼及安裝梁組成,安裝梁采用2.0鍍鋅板制成,針對相應的柱上變壓器容量,容易實現標準化。規范化生產。
1.2 進線計量單元
可根據用戶要求,配置相應的計量單元。
1.3 控制單元
采用配電綜合測控裝置,可測量配電三相電壓,電流,功率因數,有功功率,無功功率,有功電量,無功電量以及諧波分量的實時值。
可統計電壓,電流,有功功率,無功功率,功率因數,頻率,諧波分量,有功電量,無功電量的整點值;每日電壓,電流,有功功率,無功功率,功率因數,頻率,諧波的最大值和最小值;每日停電時間,來電時間,電容器累計投運時間,動作次數,有載分接開關的動作時間動作次數,統計數據可保存二個月,不因停電消失或變異。
可采集電容器的投運,退運狀態信號,有載分接開關的檔位信號,保護動作的類型信號,電源失壓信號設備自檢性故障信號和外設的狀態信號。
具有系統過電壓,欠電壓,過諧波,零序過電流等保護,保護動作時閉鎖控制輸出。
可按用戶要求控制功率,時段目標,輸出方式為繼電器觸點輸出,輸出容量為AC5A/380V可實現電壓無功綜合控制(VQC),主畫面為電壓無功綜合自動控制動態圖,采用模擬控制理論以最少動作次數獲取最高的電壓合格率和最佳的節能效果。
具有遙測,遙控,遙信,遙調功能,配備RS-232,485口接口,藍牙模塊,紅外模塊,GPRS模塊和網絡模塊。裝置紅外模塊配合紅外抄表器,可讀取裝置中的實時數據,但無數據保存功能,裝置內儲存了二個月的運行參數及其分析統計信息,可以使用抄表器與裝置之間采用通信方式讀取,裝置具有RS-232通信接口,可將通信接口與裝置的通訊接口連接可讀取裝置內的所有信息。裝置可以配置GPRS通信模塊,進而建設配電管理自動化系統,實現無功優化分析與控制,電能量與線損統計分析,電能質量監測與統計分析等功能。
1.4 出線單元
采用相應的漏電保護斷路器進行相應的電能分配。
1.5 無功補償單元
采用相應的刀熔開關保護,其核心部件為智能式低壓電力電容器,該電容器是以二臺或一臺低壓電容器為主體,采用微電子軟硬件技術,微型傳感技術,微型網絡技術和電器制造技術等最新技術成果,將其智能化,實現低壓無功補償功能和使其能夠可靠工作,使用方便的零投切,保護,測量,信號,聯機等系列功能,與配電綜合智能測控裝置聯合使用,形成完美的配電監測與無功補償設備。
配電箱按三相五線制設計,接地與零線分開,箱體有可靠的接地裝置,配電箱采用保護電路,實現防漏電保護。所有電器元件的金屬外殼以及金屬手操機構均采用金屬螺釘和導線連接于已經接地的鍍鋅金屬構件上。
2 與常規配電箱的比較
2.1 功能
常規的配電箱功能由配電綜合測控裝置決定,而本產品功能由配電綜合測控裝置和智能低壓電力電容器模塊兩者的綜合,智能電容器模塊具有過溫(反應工作電壓,環境溫度,電源諧波和本身漏電流等因素對電容器的影響)和過流,斷相,三相不平衡等保護。測控裝置一旦故障后,智能式電容器模塊能夠自成系統工作,仍能基本實現低壓無功自動補償功能,實現對控制器,電容器,接觸器,電子開關等元部件的故障自診斷。
2.2 標準化
常規配電箱產品結構復雜,體積大,標準化規范化困難,本產品結構簡潔,體積小,容易實現標準化,規范化。
2.3 生產
常規配電箱產品流水化生產困難,質量不容易保證,生產成本高,該產品流水化生產容易,可形成規模化生產,降低生產成本,提高產品質量。
2.4 配置
常規配電箱一旦形成后,其配置的調整和無功補償容量的優化十分困難。本產品可以根據情況和變化靈活配置,例如可以只配置配變綜合測控裝置,用于配變的監測,日后可根據需要在配置智能式電容器模塊;可以只配置智能式電容器模塊,實現基本的低壓無功自動補償,日后在根據需要增配配變綜合測控裝置;智能式電容器模塊可以現場調整,達到無功補償的優化配置。
2.5 可靠性
常規的配電箱中的配變綜合測控裝置是整機的可靠性的瓶頸,測控裝置故障,則整機失靈。而本產品在配變綜合測控裝置故障后,智能式電容器模塊可自成系統工作,實現低壓無功自動補償功能,個別智能式電容器模塊故障后自動退出,并不影響其余工作。
2.6 可維性
常規配電箱整體技術難度相對較大,故障診斷和現場處理比較困難,所需時間較長,本產品故障自診斷功能強,現場故障查找容易,組件為全插拔式,調換,裝卸容易簡單。
2.7 經濟性
常規配電箱產品為整體性設備,可按遠景需要配置,為一次性投資。本產品為積木式組件設備,可按當前的需要和經濟能力配置,日后可逐步增加配置,實現分次投資。
關鍵詞：低壓網絡無功補償
山西省平順縣水電集團公司負責對全縣水電自供區2鄉1鎮3.5萬人口的農村電網進行全面改造，要求在2002年6月底以前完成。過去，該農村電網中，由于負荷的不確定性，在春、秋收耕季節和澆地用電時段，負荷很重，而平時0～8時和白天基本無負荷，供電質量極不正常，用戶端電壓很不穩定，甚至使一些低壓動力用戶無法工作，老百姓頗有怨言。因此，在農網改造及施工中提高供電質量，提高用戶端的電壓和功率因數COSφ，是一個要解決的重要問題，決定進行低壓無功補償。
一、低壓無功補償的概念
低壓無功補償是指在配電變壓器低壓400(380)伏網絡中安裝補償裝置，包括隨機補償、隨器補償、跟蹤補償幾種方式。
隨機補償：隨機補償就是將低壓電容器經過熔斷器與電動機并接，通過控制，保護裝置與電動機同時投切。
隨器補償：隨器補償是將低壓電容器經過熔斷器固定接在配電變壓器低壓側，以補償變壓器的勵磁及漏磁無功損耗。
跟蹤補償：跟蹤補償是指以無功補償投、切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組并接在大用戶400伏母線上。這種補償方式，相當于隨器補償的作用。另選幾組低壓電容器作為手動或自動投切，隨時補償400伏網絡中變動的無功負荷。
二、農網無功負荷淺析
在我們現有10千伏送電系統中，往往是一條線路接有幾臺或十幾臺甚至二、三十臺容量大小不等的配電變壓器。由于用戶分散，變壓器容量又很小，75千伏安以下的變壓器占70%以上，而且多數變壓器每天有近15個小時接近空載運行，少數在額定容量的20%～40%之間運行，每逢栽插或收割季節，會出現無功不平衡。
在上述網絡狀態下，原有農網用戶中，10千伏線路送出端或配電，變壓器用戶均沒有配置補償裝置，致使10千伏送出端功率因數COSφ值很低。其主要原因是眾多的小容量配電變壓器時常在低負荷下運行，眾多配變的空載及漏磁損耗、家用電器的無功耗用迭加起來占據了10千伏線路送出的大量無功功率，致使COSφ值達不到規定要求，線損也大大增加。
三、對功率因率COSφ值的要求
根據水電部《電力系統電壓和無功電力技術導則》的規定和農網改造的技術要求，電力用戶的功率因數應達到下列規定：
1．高壓供電的工業用戶和高壓供電裝有帶負荷調整電壓裝置的電力用戶功率因數為0.90以上；
2．其他100千伏安(千瓦)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；
3．躉售和農業用電，功率因數為0.80以上。
經過努力達不到以上規定者應裝設必要的補償裝置。
原水電部《供用電規則》規定：高壓供電的用戶必須保證功率因數在0.9以上，其他用戶應保持在0.85以上。
四、幾種無功補償方式的優劣比較
對于10千伏供電系統，在變電站10千伏母線上裝設集中補償方式的并聯電容器組，只能增大變壓器與10千伏母線之間及上一級電壓等級線路的功率因數，對10千伏母線上首端的功率因數COSφ值不能改變，線路上各配電變壓器所提供的無功功率仍需從這里送出，各送出線路上的線損不能降低。所以，對于10千伏供電系統的無功補償，最好選擇隨線路上配電變壓器裝設低壓無功補償裝置，進行分散補償方式。這種方式易于根據無功負荷需要選擇補償容量，具有“哪里缺在哪里補，缺多少補多少”，都能把10千伏及其上一級電壓等級的線路線損降低一部分的特點，且補償效果好，經濟效益高。
在農網10千伏線路上，“T”接變壓器一般較多，且變壓器“大馬拉小車”的現象極為普遍，多數時段接近于空載運行，10千伏線路首端的功率因數COSφ值一般只有0.5～0.75。配電變壓器的供電范圍多以自然村為單位，一個村有一、二個動力加工作坊和電灌站，在上述情況下宜采用隨器和隨機補償方式，即在變壓器低壓側按空載電流計算選擇并聯電容器補償，在加工作坊按電動機容量計算選擇并聯電容器補償。補償電容器采用手動投切方式，可大大降低投資(每千乏約30多元)。只有大范圍的無功分散補償，才能降低農網線路的線損，降低農村電價。
對于農村排灌站的用電特點，一是“季節性強”，每年用電累計時間為1～2個月。二是“電動機單機容量大”，一般為30～80千伏安。三是由于用電時間短，不重視無功需量，都沒有裝設補償裝置。另外農村眾多的排灌站同時投運，造成系統無功電量不平衡。這些排灌站應根據電機容量計算選擇并聯電容器隨機補償，促進無功就地平衡。
五、補償裝置的接線
裝置測量點的接線，主要是補償裝置的電容器組和電流的引入點，特別是電流的引入點，在實際接線中往往被忽視。電容器組的引入點，是指電容器組的總進線在被補償系統中的“T”接點；電流的引入點，是指補償裝置使用的電流互感器在被補償系統中的安裝點。正確的方法是：以負荷的供電電源為參考點，電流互感器的安裝點必須在電容器組的總進線“T”接點電源之間，即電流互感器測量的電流必須包含流過電容器組的電流。否則，在電容器分組投、切狀態中，無功補償裝置測量顯示的有功、無功功率和COSφ值都不會變化，造成無功補償裝置投、切效果無法判斷。
關鍵詞：低壓電網；無功補償；分析
前言：
電壓質量不僅是電能質量的指標，也是與電網中無功功率有著密切聯系。對于低壓電網，其中大多數用電設備都是感性負載，造成其功率因數特別小，容易對線路和配電變壓器造成影響，要想提高功率因數，需要理由無功補償技術，這種技術可以有效減少電能的損耗。在各級網絡和輸配電設備中，無功功率都會產生損耗，而低壓電網中的損耗最為大，合理使用無功補償設備可以將這種損耗降低，大大提高了電能使用效率和經濟效益。
一、低壓電網中的無功補償含義
低壓電網中的無功補償主要是針對低壓電網供電設備功率因數低，無功功率損耗大而進行的補償，以此減小損耗，提高供電設備的供電效率，改善用戶用電環境。對于不同情形的低壓電網應用不同的無功補償方式和補償設備，可以極大提高供電效率，減低電能損耗，提高電網質量和穩定性。
二、低壓電網中無功補償的必要性
1.無功補償是穩定低壓的必然選擇
在電網傳輸過程中的重要條件是電壓的穩定，同樣也是電力輸送質量不可缺少的重要方面。如果利用無功補償進行電流的輸送，就可以達到電壓穩定，降低輸送過程中的電能損耗。
2.無功補償是企業開支節流的有效途徑
我國電價的制定主要根據企業功率因數規定達到的數值大小并按照數值的大小進行電費收取。許多企業對供電機器設備的節能保養也特別注重，這樣可以達到減少開支的目的。無功補償技術的運用可以幫助企業對運行的機器設備進行保養，減少機器設備運行過程中的損耗，極大的減少了供電企業不必要的開支，加大了經濟效益。
3.無功補償能夠穩定電塔
對電壓損耗進行計算，發現損耗幾乎全部是輸送無功負荷產生，導致電壓穩定中功率有著不可替代的作用。在實際的電壓傳送中，減少無功功率不僅僅能夠保持電壓穩定，同時也可以保證大型電動機的順利啟動運轉。
三、低壓電網的無功補償要求
1.同機補償，減少損耗
在進行低壓電容器與電動機連接之后進行輸電，這樣可以使兩個機組共同工作，減少降低電流輸送過程中的損耗，又可以加強電流工作效能，達到無損耗值要求。
2.用器補償，彌補損耗
利用低壓保險將低壓電容器和配電變壓器進行連接，這樣一方面使配電變壓器空載無功能得到補償，而另一方面可以使變壓器在運行過程中的損耗得到一定的彌補。
3.隨時補償，穩壓供給
將無功補償投切裝置作為補償過程中的控制保護裝置，低壓電容器組的補償大多數用在大用戶0.5KV左右的母線上。這樣不僅可以使這兩種補償得到滿足，同時還可以達到穩定電壓的效果，有效的保護了電器不受損壞。
四、低壓配電網無功補償的方法
對于提高功率因數，我們常采用低壓無功補償技術的方法主要包括：隨機補償、隨器補償以及跟蹤補償。
1.隨機補償
把電動機以及低壓電容器組進行連接一起，并運用控制和保護裝置和電機一起進行投切即為隨機補償。其使用范圍大多數是為電動機的無功消耗，其主要是給電動機補勵磁無功，此種方法的運用可以在一定情況下減輕用電單位的無功負荷。其優點主要表現為：在用電設備進行運行狀態后，無功補償隨之開始運行補償；同時用電設備停止運轉后，無功補償也隨之停止補償，而且在再次運轉時不用重復調整補償容量。對于投資、占地空間、安裝以及維護等方面無功補償也具有很大的優點。
2.隨器補償
隨器補償實質上是指借助低壓保險，對配電變壓器進行二次側接入低壓電容器，對于這種補償方法，對變壓器的空載無功可以進行有效的補償。
對于配電變壓器在空載或者是輕載時的無功負荷是由變壓器的空載勵磁無功決定的。配變空載無功是作為用電單位無功負荷的重要組成部分，而對于輕負載的配變壓器中，因為配變空載無功的占據會損耗大量的電能，會導致電費單價的上漲。對于這種補償方式的優點主要為：對于配變空載無功可以進行很好的補償，而且可以很好的限制農網無功基荷；同時還具有維護簡便和安裝方便等優勢。
3.跟蹤補償
將低壓電容器補償在大用戶的0.4KV母線上即為跟蹤補償，利用無功補償投切裝置作為控制保護裝置，而對于配變用戶適合使用這種補償方式的主要是在100kvA以上的大用戶。
這種補償方式可以與隨機補償以及隨器補償這兩種補償方式進行互換，并且其補償效果也十分顯著，運用相對于也十分方便靈活，對于使用壽命和維護上跟蹤補償也有著其他兩種所沒有的優勢。但是其保護裝置相對于復雜，其投資業相對于較大。
五、無功補償對電網的影響
1.降低電網線路損耗
對于電力線路上有功功率的損耗其與功率因數的平方形成了反比，增大電力線路的功率因數，就會達到將達電力線路的有功損耗，也會減少電能在傳輸過程中的損耗。
2.降低電網的功率損耗
增加無功補償的能量增加，就會使電網發送的無功功率減少，使電網和變壓器中的功率達到降低功率損耗的目的，大大提高了供電效率。
3.降低電網的電壓損耗
運行無功補償后，可以減少電力網的無功功率，此也會導致電力線路中電壓損耗的降低，使得使用戶一端的電壓質量得到大大的提高。
4.增大電網輸出的有功功率
我們根據視在功率和電網中有功功率之間關系得知，在功率不變的情況下，功率因數會增大，相應的電網輸出有功功率也會得到增加，由此得到電網功率中有用功率比例較大。
六、無功補償需要注意的問題
1.防止過補償
使用錯做電容器對電動機進行補償，但是在切斷供電電源以后，電動器還會因為慣性原因自行運轉一會，此時斷電后電容器放出的電流就會成為勵磁電流，使電動機的磁場得到自勵，此時向系統倒送的電壓無功，多余的無功功率使得運行電壓提高，嚴重威脅設備安全，加大網絡損耗，反而會使節能效率成為反作用。
2.功率因數補償要合理
根據一些列數據顯示，如果將功率因數從0.9提升至1.0，其所用補償容量與0.8提升至0.9的補償容量幾乎相等，但是前者電能損失僅僅是后者損耗的一半。因此對于補償度不能一味的強求高補償，應該根據投資效益采取合理的補償度。而補償后功率因數在0.9至0.95則為正確補償度。
3.防止產生諧振
當供電線路遇到諧波源時，需要采取增加電抗器的方式，這樣才可以保證電容器不會因此受到影響而導致損壞。
4.防止過電壓
當電容器的補償容量過量時就會導致電網電壓升高，隨之導致電容器的損壞，根據國標的規定顯示，工頻長過電壓值的額定電壓其極限為1.1倍電壓。
七、結束語
對于電網中變壓器和其他供電設備在電能傳輸過程中合理使用無功補償可以有效降低電能的損耗，提高電能的使用效率和電網的傳輸效率，但是如果存在補償度過高或是其他原因時就會造成額外的電能損耗，可能超過未使用無功補償的電能損耗，因此在使用無功補償時，要合理進行功率因數的增加，使其達到合理，有效保證減少電能的損耗，達到最佳的經濟效益。
參考文獻：
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關鍵詞：10KV配電網無功補償配電系統設計應用
近年來，隨著社會經濟的迅猛發展，人民生活水平不斷提高，城市化建設正如火如荼地進行著，各種小區樓盤、商場、賓館、辦公樓等民用建筑大量興起，以致電力需求不斷增長，電力系統負荷功率，諧波源和負載不平衡造成的影響增在日益增加。但是傳統的用電負荷多為功率因素較低的單相電感性負荷，其在電網中滯后無功功率的比重較大而且波動較大，因此，傳統的方法已遠遠不能滿足電力系統的要求。同時，隨著超大功率半導體器件、電力電子應用技術和控制技術的發展，無功補償和電網諧波治理新技術有了較大的發展，尤其是靜止式無功補償器的發展。本文結合筆者多年的實踐經驗，在低壓系統的負荷中提出以串聯諧振注入式有源濾波器為基礎的無功和諧波綜合補償方案，以滿足不斷增長的電力需求。
配電網10KV中低壓線路無功補償裝置的設計
1、無功補償裝置的設計要求及原則
無功補償裝置的設計要求及原則是：1）運行中的智能無功補償控制器要保證線路系統穩定，保證沒有振蕩現象出現，同時又要能兼顧補償效果；2）電容器自由選擇并組合，尤其是配電系統三相中的每一相無功功率的大小可以智能選擇電容組合，如循環切投、智能切投；3）無諧波，控制器應具備抗干擾、缺相保護、閉鎖保護等功能和輔助接點，以保證其工作期間的低能耗及避免對電網產生沖擊；4）智能低壓復合開關應能實現過零投入和過零關斷，同時還要保證開、關時的無通流；5）要求投資少，安裝方便又能產生較好經濟效益。
無功補償方式的選擇
哪需要無功就在哪補償從而使整個系統都不傳輸無功電流，這是理論上的最好的無功補償方式。但實際電網中由于變壓器、輸電線路及各種負載都需要無功，所以這種最好的補償方式是不可能做到的。因此，實際電網中就補償裝置的安裝位置有以下幾種補償方式：①用戶負荷的就地補償；②負荷側集中補償；③配電線路分散補償；④變壓器集中補償。負荷側集中補償是指變壓器的低壓側利用自動功率因數調整裝置，使其隨著負荷的變化而自動地將電容器的部分或全部容量切除。負荷側集中補償是低壓配網無功補償最常采用的方式。
無功補償裝置的設計
由于配變安裝低壓無功補償裝置可以使居民區電壓質量得到極大的改善，減少電能輸送過程中的損耗，且滿足我國建設節約型社會的要求，因此變電所尤其是具備條件時的箱變應安裝低壓無功補償裝置。低壓無功補償箱應根據無功功率的需量及電能質量要求采用可自動過零投切、分相補償的智能型免維護無功自動補償裝置。低壓無功補償箱一般設置于變電所低壓開關柜內。其容量配置一般應在配變容量的15%以上。對于循環切投控制、分相補償筆者建議可采用晶閘管-交流接觸器復合投切電容器形式來實現，而系統的測量與控制可采用微處理器實現。首先，電容器選擇時應優先考慮干式、自愈式阻燃型電容器，其中電容允許偏差-5%~+10%，135%額定電壓是最大過載電壓，允許最高環境溫度+55℃。分組時要按變壓器額定容量的30%作用進行一次性配置分組。
電容器在安裝時應注意以下幾點：1）為使電容器相間平衡應在其安裝前分配一次電容量，而偏差不可超過總容量的5%；2）電容器安裝時，為防止裝配應力而損壞電容器套管，破壞密封而引起漏油事故，每臺電容器的接線最好采用單獨的軟線連接母線，避免采用硬母線；3）應注意電容器回路中有無不良接觸，因為任何不良接觸都可能引起高頻振蕩電弧，使電容器的工作電場強度增大和發熱而早期損壞；4）為防止分組母線開關斷開時產生自激磁現象，應在低壓分組母線電壓開關的外側連接分組補償低壓電容器；5）對于集中補償的低壓電容器應為其專設開關，并將其安裝在線路總開關的外側，盡量不可安裝在低壓母線上；6）全部電容器組應采用低壓塑殼式斷路器保護，分組電容器應設置熔斷器保護。
10KV線路無功優化智能系統的研究與實踐
自動化系統無功化使用DotNet技術開發，并通過C/S結構運行，數據庫使用SQLSERVER的2005設計與管理系統。在客戶端系統上運行后就可隨時對服務器進行訪問，監控設備狀態在線補償，客戶可以統計和分析數據庫的數據，同時會自動生成Excel文件存儲的統計報告的形式。自動化系統是一個由遠程主控制系統和微機控制系統組成的網絡，微機控制系統主要有本地通信和遠程通信兩個。無功補償遠程無線集控系統采用了大規模集成電路技術，使用了遙控器設置GPRS無線通信技術、自動化設備、遠程監控、無線數據傳輸，其控制顯示器主要是由一種單芯片16位微處理器、一套電信系統、一套核心監管系統、智能手機芯片技術組成。該系統具有高可靠性、高精度、高精度A/D轉換器、高抗干擾、功能齊全、易于安裝等特點，其中后端系統軟件具有靈活、易于安裝、操作簡單的優點。
結論
綜上所述，配電網10KV無功補償智能系統的補償和能力點的最佳位置的確定主要是通過電壓開關模式來決定。在同一時間內，利用通訊技術來交換設備安裝點的電壓數據的實時監測，避免了為考核電壓單獨安裝電壓監測裝置需要到現場讀取數據的繁瑣。另外，應定期對運行中的無功補償裝置進行維護和保養，相關人員應按規程規定定期對其外觀進行巡視檢查，若發現問題應及時停止使用，以避免發生故障；要定期清潔無功補償裝置內部和電容器外殼，保證他們不變形、不破損、不漏油；為防止線路上某個接觸處出現問題而使電容器損壞甚至整個設備發生事故，應對接有電容器組的電氣線路上所有接觸處的可靠性進行檢查，如開關、斷路器、接地線、熔斷器、通電匯流排等；同時要注意電容器組投入時環境溫度應高于-40℃，運行一年平均溫度應在20℃以下。
參考文獻：
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【Abstract】In the three-phase power supply， the number of single-phase power supply is more and more serious， which leads to the unbalance of three-phase power supply and increases the difficulties of reactive power compensation. In this paper， the problem of unbalanced three-phase reactive power compensation is analyzed， which is based on the method of three-phase compensation and single-phase independent compensation. It can avoid the overcompensation and under compensated phenomenon in the process of three-phase reactive power compensation， ensure the high efficiency， reliability and economy of reactive power compensation.
【P鍵詞】無功補償；三相不平衡；電容器
【Keywords】 reactive power compensation； three-phase unbalance； capacitor
【中圖分類號】TM714 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）05-0149-02
1 問題的提出
目前，在用電設備中大多數為感性負載，消耗有功功率的同時，還產生大量無功功率，導致功率因數（cosφ）偏低。功率因數低造成有功功率一定時線路電流和變壓器容量增加，電力系統無法得到充分利用，降低了電能質量、電網的經濟效益。我國供電企業每有向用戶收取電費，如平均功率因數低于規定值時，則要收取額外費用，以鼓勵用戶提高功率因數。100kV?A及以上高壓供電用戶功率因數為0.9以上，其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉售電企業，功率因數0.85以上[1]。
在工廠中三相交流電動機、變壓器等三相對稱負載給三相電源每一相引起的無功功率是相同的，也就是說三相電源每一相的功率因數相同。但是在供配電系統中存在有大量的單相負荷，例如家電、辦公設備、手持電動工具、小功率電焊機、照明燈等，這類負荷的使用沒有規律，呈現出明顯的隨機性，因此電網三相不平衡問題非常普遍，并且電網中三相電源每一相的功率因數也有明顯差別。如何對三相不平衡電力系統的進行有效的無功補償，減小電能損耗，改善電網的運行是當前許多電力用戶面臨的問題。
2 并聯電容無功補償的種類
在工程技術中主要采用并聯電容的方法實現無功補償，感性電路的無功功率可和與電容電路的無功功率相互補償，從而減小與交流電源進行交換的無功功率，提高線路功率因數。
2.1 高壓集中補償
高壓集中補償一般是將高壓電容安裝在10kV電壓以上的母線上。這種方式可以補償高壓母線上的無功功率，對于用戶在母線以后和低壓則的無功功率作用不大，更無法有效解決三相不平衡時的功率補償。但是高壓集中補償投資少，維護方便，可以滿足單相設備容量少（單相容量小于總容量的15%）的大中型工廠的總功率因數要求。
2.2 低壓集中補償
低壓集中補償主要用于380V母線上，針對低壓側的無功功率進行有效的補償，成本低、效果好。采用低壓電容組，按Δ聯結，通常是取B相的功率因數后，對三相同時補償，三相平衡配電系統中表現優異。但是在解決三相不平衡時的無功功率補償問題上表現出其先天不足。因為補償后的三相功率因數不同，以B相為標準進行補償可以達到良好的效果，而A相、C相就有可能出現欠補償或者過補償的情況，不能從根本上解決問題。
2.3 單相補償
單相補償是對低壓三相負荷的功率因數進行分別計算，算出每一相所需要補償的電容量進行自動補償，完全避免低壓集中補償中出現的欠補償和過補償的情況。這種方式對三相不平衡系統可以獲得理想的補償效果，能從根本上解決問題。單相補償中注意電容器容量要與線路容量相匹配，大容量電容補償小容量線路會導致精度降低；小容量電容補償大容量線路會出現切換頻繁。為了提高補償的精度，將單個補償電容器的容量減小，總組數增加。由于每組電容器的投切都需要一只開關器件控制，更多的分組意味著開關器件使用量的增加，這將引起成本的上升[2]。
2.4 混合補償
混合補償是將低壓集中補償和單相補償相結合的方式，先用低壓電容組對三相負載中對稱分量進行集中補償，再采用單相電容器對三相負載的不對稱分量進行補償。混合補償能吸取優點，在滿足技術要求的前提下實現對成本的控制。混合補償可廣泛應用于居民小區、大型綜合建筑、單相設備比重大的企業等。
3 混合補償的應用
3.1 混合補償的結構
用JKGFF-3G3F型智能混合無功補償控制器實現某用戶的無功補償，如圖1所示。其中前3路為三相共補回路，后9路為分別為A單相補償回路、B單相補償回路、C單相補償回路。該控制器先執行三相共同補償，再通過分析計算，對每一相的無功功率進行單相補償，實現混合補償。在圖1中因篇幅限制未繪制出放電燈、保護裝置和端子等內容。
JKGFF-3G3F型智能混合無功補償控制器與電流互感器、電壓互感器相互配合，獲取三相線路上的電流、電壓、功率因數參數，按用戶預先設定的工作模式進行無功補償。JKGFF-3G3F的主要端子分配如表1。
3.2 補償電容器的保護
電容器對電壓較為敏感，對于電容器所受電壓不超過額定電壓的10%。在電容器應用的線路中如果易出現電壓波動要加入過電壓保護裝置，否則有可能導致補償電容器過壓擊穿。
在現在供配電系統中存在有大量的非線性負荷，使得電網中的諧波含量常常很高。在線路中變壓器電抗、電網電感和電容器形成一個振蕩回路。當該同路的固有頻率與電流諧波的頻率相互重合時，振蕩回路勵磁而產生很高的過電流，造成供電回路過載，甚至引起電容器的燒毀[2]。有必要在電容器支路中串聯一個電感用于防止產生諧振和吸收高次諧波電流。
4 結語
現代電網中負荷出現的多樣性、復雜性，電網的三相不平衡和無功功率補償等問題日益突出，是供電系統中一個重要的研究方向。電網的三相不平衡的綜合治理措施及智能換相GUI技術研究也得到發展，今后有希望從技術上解決一定范圍內的三相不平衡問題。新型的靜止無功補償裝置（SVC）、靜止無功發生器（SVG）等的研究與運用，會使得無功補償技術更加完善與智能。
【參考文獻】
關鍵詞：智能型低壓無功補償裝置
中圖分類號：C35文獻標識碼： A
1前言
近年來，在城鄉電網改造的實施過程中，低壓并聯電容器無功補償裝置的設計方案有了重大的改進和突破，取得了滿意的運行效果。對提高供電電壓質量，挖掘供電設備的潛力、降低線路損失及節能均起到積極的作用。本文就智能型低壓無功補償裝置開發中的若干技術問題和發展方向進行討論，以供參考。
2低壓補償的改進
低壓無功補償的傳統模式主要有以下三種型式，①裝于低壓電動機的單臺就地補償；②裝于配電變壓器低壓側的補償箱；③裝于企業配電房或車間以及高層建筑樓層配電間的自動補償柜（如PGJ柜等）。限于篇幅，對單臺補償問題本文不作討論。低壓補償箱和補償柜的技術改進和新技術應用歸納起來主要有以下幾方面：
（1）由三相共補到分相補償，以求達到更理想的補償效果；
（2）由單一的無功補償到同時具有濾波及抑制諧波功能的補償裝置；
（3）從采用交流接觸器進行投切，到選用晶閘管開關電路投切，以及發展為等電壓投、零電流切的最佳投切模式；
（4）智能型自動補償控制器和配電變壓器的運行記錄儀相結合；
（5）將低壓補償的功能納入箱式變電站或美式箱變的低壓部分；
（6）采用不銹鋼或航空鋁板的箱體，具有防寒、防曬、密封、防潮、防銹的特點；
（7）選用干式或充SF6的自愈式并聯電容器，提高運行可靠性，延長使用年限。
3－Y共補與分補相結合的接線
3．1三相共補的接線
傳統的低壓補償都是采用三相共補的方式，根據控制器統一取樣，各相投入相同的補償容量，這種補償方式的接線如圖1所示。適用于三相負載基本平衡、各相負載的cosφ相近的網絡。為什么國內外制造廠對三相共補的電容器均選用接線呢？主要是額定電壓400V的自愈式電容器的價格較同容量額定電壓220V的電容器要便宜得多。這是由于原材料價格的原因和400V電容器極間工作電場強度較高的緣故。以400V的電容器為例，用厚8μm金屬化膜時，工作場強為50MV／m，如用厚7μm的金屬化膜，工作場強為57．14M V／m，而220V的電容器，如維持與上述的工作場強相近時，則必須選用更薄的金屬化膜，但4～5μm薄膜的價格要比7～8μm薄膜貴得多，故對230V電容器一般是采取降低工作場強的設計，按照國內的通常價格，同容量的230V電容器的價格為400V電容器價格的2倍以上。
3．2三相分補的接線
三相分補方式就是各相分別取樣，各相分別投入不同的補償容量。適用于各相負載相差較大，其cosφ值也有較大差別的場合。接線如圖2所示。與三相共補的不同特點是：①單臺并聯電容器的額定電壓為230V，Y接；②控制器分相進行工作，互不影響。當然，其價格高于三相共補的裝置，一般要貴20％～30％。
3．3Δ－Y共補與分補相結合的接線
從經濟的角度出發，也可以采用電容器Δ－Y接線，即三相共補與三相分補相結合的接線方案如圖3所示。三相共補部分的電容器為Δ接線，三相分補部分的電容器為Y接線，例如某廠家Δ接電容器組的單臺電容器分別為400V，10、15、20、30kvar。Y接電容器組的單臺電容器分別為：230V，3、4、5、6、8、10kvar。這種接線方式的補償裝置，運行方式機動靈活，其成套價格低于圖2的接線方案。也有的廠家對Y接的電容器組仍采用400V的電容器，其單臺銘牌容量與Δ接電容器組選用相同的電容器，而Y接部分的電容器實際輸出的容量只有銘牌的1／3。這樣做的目的是由于400V的產品比較便宜，即使實際容量較名牌值小，但由于工作場強低，壽命較長，且整個裝置只用一個規格的電容器，互換性強。
圖1并聯電容器接三相共補的接線
圖 2并聯電容器Y接三相分補的接線
4并聯電容器的投切開關
4.1交流接觸器
70年代廣泛應用的PGJ補償柜。都是采用交流接觸器作為并聯電容器的投切開關，迄今仍有沿用。其缺點：①投入電容器時產生倍數較高的涌流，容易在接觸器的觸點處產生火花，燒損鋤頭；②切斷電容時，容易粘住觸頭，造成拉不開；③涌流過大對電容本身有害，會影響使用壽命。當時采用的措施是：（1）適當選擇額定容量較大的接觸器，如用額定電流40A的接觸器投切15kar的三相電容器（Ic=21.7A）；（2）采用專用的接觸器，其型號有CJ16、CJ19、CJ20C、B25C～B75C、CJ41等系列；（3）每臺電容器加裝串聯小電抗器，用以抑制涌流。
圖 3并聯電容器-Y三相共補分補相結合的接線
4．2雙向晶閘管開關電路
采用雙向晶閘管的無觸點開關電路（又稱固態繼電器）取代交流接觸器用于投切電容器的接線如圖4（a）所示。其優點是過零觸發，無拉弧，動作時間短，可大幅度地限制電容器合閘涌流，特別適合于繁投切的場合。但也存在以下缺點：①采用雙向晶閘管制造成本高，晶閘管開關電路的補償柜價格要比采用接觸器的補償柜貴70％～80％左右；②晶閘管開關電路運行時有較大的壓降，運行中的電能損耗和發熱問題不可忽視。以BZMJ0．4－15－3并聯電容器為例，其額定電流為21．7A，如晶閘管開關的電壓降為1V時，3個晶閘管開關電路運行時，損耗的功率為：P＝3×1×21．7＝65．1W，如補償柜的無功功率為90kvar，則全部投入時，晶閘管的功率損耗為65．1×6＝390．6W，以每天平均10h計，日耗電量達3．906kW?h。年耗量約為1426kW?h，有功消耗的發熱量還會增加整個補償裝置的溫升，而需采用相應的散熱降溫的措施，如采用接觸器則基本上不消耗有功；（3）晶閘管電路的本身也是諧波源，大量的應用對低壓電網的波形不利。因此，除了對晶閘管開關電路加以改進外，還應使之在完成開合閘操作后退出，仍由與之并聯的接觸器維持電容器的正常運行。
（a）(b)
圖 4晶閘管開關電路的接線方案
（a）晶閘管反向并聯（b）晶閘管和二極管反并聯
4．3晶閘管和二極管反并聯的開關電路
一個晶閘管和一個二極管反并聯的接線方案如圖4（b）所示。與圖4（a）的接線方案對比，由于相同容量的二極管的價格低于晶閘管，故用一只晶閘管和一只二極管反并聯的無觸點開關電路制造成本較低，而技術性能相近，但反應時間則較慢些，切除電容器時，從切除指令的輸出到工作任務的完成，可以在半周波內完成，（即時間t≤10ms）。如采用圖4（b）的方案，由于二級管的不可控性，通常其切除時間要在0．5～1Hz之間，即切除時間t≤20ms。
4．4等電壓投零電流切的新型無觸點開關電路
等電壓投零電流切的新型無觸點開關電路的接線如圖5所示，圖中J為交流接觸器的觸點。其運行操作順序說明如下：當投入電容器時，先由微電腦控制器發出信號給開關電路，使之在等電壓時投入電容器，微電腦的控制器緊接著又發信號給接觸器，使其觸點也閉合，將晶閘管開關電路短路，由于接觸器J閉合后的接觸電阻遠小于開關電路導通時的電阻，達到了節能和延長開關電路使用壽命的目的。當需要切除電容器時控制器先發信號給接觸器，使接觸器觸點J斷開，此時開關電路處于導通狀態，并由開關電路在電流過零時，將電容器切除。本方案的優點是：運行功耗低、涌流小、諧波影響小，制造成本低，開關電路和接觸器的使用壽命長。
圖 5等電壓投零電流切的開關電路
4．5兩相兩管開關電路投切的三相Δ形接線電容器組
兩相兩管開關電路投切三相Δ形接線電容器組的接線如圖6所示。該項投切原理是北京首電科技有限公司的專利技術，已在我國低壓配電網中獲得廣泛的應用，效果是滿意的。
圖 6兩相兩管開關電路投切三相形接線電容器組的接線
5智能型自動控制器
5．1檢測量和控制目標
檢測量主要有cosφ、無功功率Q和無功電流Iq三種，80年代中期多選用以cosφ為檢測量的控制器，執行手段是投切電容器，補償的最終目的是減少進出電網的無功功率。此方案的主要缺點是：輕載時容易產生投切震蕩，重載時又不易達到充分補償，故新型的控制器已不再選用以cosφ為檢測量。檢測量為Q的控制器，其工作原理是將電壓和電流的信號送入霍爾元件或相敏放大器等具有乘法功能的器件，以測出Q＝UIsinφ，由于檢測量和控制目標都是同一物理量，技術上是合理的，但檢測難度要大些。檢測量為Iq的控制器，利用了相電壓u由正到負過零的瞬間，恰好就是A相無功電流最大值Iqmax的原理，用相電壓u負過零信號控制，采用開關和簡單的保持電路，以完成對Iq實時檢測。這種方案的優點是：檢測方法簡單，不會發生震蕩，補償效果與電網電壓的波動無關。
5．2檢測點的設置方案
有兩種選擇方案：①控制器輸入電壓和電流信號的檢測點設在補償設備的前端，如圖7中的A點處；②檢測點設在補償設備后端如圖7中的B點處。
圖 7自動控制器的檢測點
檢測點A由于不能直接檢測負載的無功功率，不易實現多組電容器的一次快速投切，通常采用逐級漸進的投切方式，較慢地達到應補償值，因此僅適用于負載運行較平穩，無大容量沖擊負載，不需要快速動態補償的場合。如接于檢測點B，其優點是僅根據負載Q和Iq測得值，決定電容器投入組數，是一種只管投切，不控制補償后實際效果的控制方式，其優點是控制方式簡單，可一次快速投切多組電容器，缺點是靜態補償的精度較差。有關專家還提出了兼顧兩者優點的閉合控制方式，即檢測點設在A處，檢測補償后的無功功率ΔQ，又通過ΔQ求得負載的全部無功功率Q，即完全補償時所需投入的全部電容器的無功功率，這種由變動量求總和的設想，可通過微機來實現，又因可一次投入應投的全部電容器，獲得快速的動態補償特性，是目前公認的比較理想方案。
5．3對自動控制器性能及質量的要求
目前全國大約有200多家企業生產無功補償自動控制器，其中多數是技術水平很低、缺乏較齊全的檢測設備，生產批量小，質量難以保證的家庭作坊式小廠。為了提高自動控制器的技術性能和可靠性，電力行業標準DL／T597－1996《低壓無功補償器訂貨技術條件》，對控制器的基本功能提出以下要求：①應具有電容器投入及切除門限設定值、延時設定值、過電壓保護設定值的設置功能；②對可按設定程序投切的控制器，應具有投切程序設置功能；③面板功能鍵的操作應有容錯功能；④面板的設置應具有硬件或軟件閉鎖功能。為了提高控制器工作的可靠性還應注意以下幾點：①控制器應有防止在小負載情況下出現投切震蕩的措施；②合理簡化控制器的電路設計，元器件數量越多，電路越復雜，則控制器的故障率越高；③減少一些控制器本身不必要附加功能，例如自動和手動的切換，電容器故障的報警等功能均應由控制器轉移到無功補償屏上；④選用質量優良的單片機和電子元器件；⑤注意自動控制器抗電磁干擾的能力；⑥合理選擇檢測量和控制方案。
5．4配電綜合測控儀和無功補償自動控制器一體化
無功補償自動控制器和配電綜合測控儀的一體化問題是城網改造提出的配電網自動化問題，運行單位往往要求在配電變壓器的低壓側同時加裝無功補償的低壓電容器和配電綜合測控儀。以北京首電科技研制的SDPD－2000配電綜合測控儀為例，兼具配電變壓器運行參數的數據采集、顯示和記錄以及無功補償的智能控制和保護等兩大功能。數據采集的范圍包括：電壓、電流、功率因數、有功及無功功率、有功及無功電量、諧波電壓、諧波電流，每日電壓和負載電流的最大值和最小值，停電時刻、來電時刻及累計停電時間，每相過電壓、欠電壓及缺相時間等參數，數據儲存期為2個月。且具有RS232／485通訊接口，可采用現場或遠程采集的方式。顯示方面采用液晶顯示器，全中文直觀顯示配電變壓器運行的有關參數。無功補償智能化控制方面取樣的物理量為負載的無功功率Q；可對Δ－Y電容器組的任意組合方式進行調節；防止無功投切震蕩及補償呆區；當電網中發生過電壓、欠電壓、缺相、諧波或零序電流超標及電容器溫升超標時，快速切除補償電容器。
6結束語：
本文從改進無功補償裝置的設計方案和技術更新，并通過在城鄉電網改造的實施過程中的應用。取得了滿意的運行效果。對提高供電電壓質量，挖掘供電設備的潛力、降低線路損失及節能均起到積極的作用。
參考文獻：
[1]戴朝波雷林緒等 晶閘管投切電容無功補償角型接線方案[J]電工技術雜志 2001（3）
關鍵詞：電力容器、作用、運行方式
一、電力電容器的概述
電力電容器就是用于電力系統和電工設備的電容器。任意兩塊金屬導體，中間用絕緣介質隔開，即構成一個電容器。電容器電容的大小，由其幾何尺寸和兩極板間絕緣介質的特性來決定。電力電容器按用途可分為8種：①并聯電容器。原稱移相電容器。主要用于補償電力系統感性負荷的無功功率，以提高功率因數、改善電壓質量、降低線路損耗。②串聯電容器。串聯于工頻高壓輸、配電線路中，用以補償線路的分布感抗，提高系統的靜、動態穩定性，改善線路的電壓質量，加長送電距離和增大輸送能力。③耦合電容器。主要用于高壓電力線路的高頻通信、測量、控制、保護以及在抽取電能的裝置中作部件用。④斷路器電容器。原稱均壓電容器。并聯在超高壓電路器斷口上起均壓作用，使各斷口間的電壓在分斷過程中和斷開時均勻，并可改善斷路器的滅弧特性，提高分斷能力。⑤電熱電容器器。用于頻率為40～24000赫的電熱設備系統中，以提高功率因數來改善回路的電壓或頻率等特性。⑥脈沖電容器。主要起貯能作用，用作沖擊電壓發容器、沖擊電流發生器、斷路器試驗用振蕩回路等基本貯能元件。⑦直流和濾波電容器。用于高壓直流裝置和高壓整流濾波裝置中。⑧標準電容器。用于工頻高壓測量介質損耗回路中，作為標準電容或用作測量高壓的電容分壓裝置. 電力電容器安全操作規程就是首先將高壓電容器組外露的導電部分，應有網狀遮攔，進行外部巡視時，禁止將運行中電容器組的遮攔打開。 遂于任何額定電壓的電容器組，禁止帶電荷合閘、每次斷開后重新合閘，須在短路三分鐘后（即經過放電后少許時間）方可進行。其次，更換電容器的保險絲，應在電容器沒有電壓時進行。故進行前，應對電容器放電。最后，電容器組的檢修工作應在全部停電時進行，先斷開電源、將電容器放電接地后，才能進行工作。高壓電容器應根據工作票，低壓電容器可根據口頭或電話命令、但應作好書面記錄。
二、電力電容器的作用
電力電容器的作用主要是補償無功。電力系統的負荷和電動機、電焊機、感應電爐等，除了消耗有功電力以外還要“吸收”無功電力。就是說這些電氣設備中除有功電流外，還有無功電流。另外供電設備中的變壓器、互感器等也需要無功功率，所有這些無功電力都由發電機供給，必將影響它的有功出力、不但不經濟，而且會造成電壓質量低劣，影響用戶使用。電力電容器就是在正玄交流電壓作用下能“發”無功電力(電容電流)。如果把電容器并接在負荷(如電動機)或供電設備(如變壓器)上運行，那么負荷或供電設備要“吸收” 的無功電力， 正好由電容器“發出” 的無功電力供給，這樣一來線路上就避免了無功功率的輸送。這就是并聯補償。并聯補償方式下電力電容器作用是：減少了線路能量損耗；可改善電壓質量，提高功率因數；提高系統供電能力。如果把電容器串聯在線路上，補償線路電抗來改變線路參數，這就是串聯補償。串聯補償方式下電力電容器作用是減少線路電壓損失， 提高線路末端電壓水平，減少電網的功率損失和電能損失，提高輸電能力。電力電容器包括移相電容器、電熱電容器、均壓電容器、藕合電容器、脈沖電容器等。移相電容器作用是補償無功功率，以提高系統的功率因數;電熱電容器作用是提高中頻電力系統的功率因數;均壓電容器一般并聯在斷路器的斷口上作均壓用;偶合電容器作用是電力送電線路的通信、測量、控制、保護;脈沖電容器作用是脈沖電路及直流高壓整流濾波。電力電容器的性能特點：1、模塊化結構。智能電力電容器為模塊化結構，體積小、現場接線簡單、維護方便。只需要增加模塊數量即可實現無功補償系統的擴容。2、高品質電容器 ，采用自愈式低壓補償電容器，電容器內置溫度傳感器，反映電容器內部發熱程度，實現過溫保護。3、嵌入投切開關模塊，智能電力電容器內置投切開關模塊。投切開關模塊由晶閘管、磁保持繼電器、過零觸發導通電路和晶閘管保護電路構成，實現電容器“零投切”，保障投切過程無涌流沖擊，無操作過電壓。開關模塊動作響應速度快，可頻繁操作。完善的保護設計。智能電力電容器具有停電保護、短路保護、電壓缺相保護、電容器過溫保護等功能，有效保障電容器安全，延長設備壽命。4、控制技術先進。控制物理量為無功功率，采用無功潮流預測和延時多點采樣技術，確保投切無振蕩。重載時，無功得到充分補償。采用防投切振蕩技術，采用獨特的設計原理，防止控制器死機而產生的不補償或過補償現場，防止電容器投切振蕩。5、自動補償無功功率 。智能電力電容器根據負荷無功功率的大小自動投切，動態補償無功功率，改善電能質量。智能電容器可單臺使用、也可多機使用。6、人機界面友好。顯示電流、電壓、無功功率等設備運行參數。顯示投切狀態、復合開關模塊故障狀態、通訊狀態。并可方便實現調試/工作狀態切換、手動/自動操作功能。電力系統中，電力電容器作為一種靜止型無功功率補償裝置，在維護系統的可靠、穩定運行中，發揮著日益重要的作用。實踐證明，為了提高電力電容器運行的可靠性，除了不斷提高電容器本身的質量，采用合理的接線和布置之外，配備完善、合理的保護裝置也是極其重要的。
三、電力電容器允許運行方式
對于電力電容器在運行中，我們需要考慮的方面很多。1、允許運行環境溫度。電容器周圍環境的溫度不可太高，也不可太低。如果環境溫度太高，電容工作時所產生的熱就散不出去；而如果環境溫度太低，電容器有關技術條件規定，電容器的工作環境溫度一般以40℃為上限。2、允許運行工作電壓。電容器對電壓十分敏感，因電容器的損耗與電壓平方成正比，過電壓會使電容器發熱嚴重，電容器絕緣、會加速老化、壽命縮短、甚至電擊穿。電網電壓一般應低于電容器本身的額定電壓，最高不得超過其額定電壓10%，并注意最高工作電壓和最高工作溫度不可同時出現。3、允許工作溫度。電容器工作時，其內部介質的溫度應低于65℃，最高不得超過70℃，否則會引起熱擊穿，或是引起鼓肚現象。電容器外殼的溫度是在介質溫度與環境溫度之間，一般為50~60℃，不得超過60℃。4、允許運行工作電流與諧波問題。當電容器安裝工作于含有磁飽和穩壓器、大型整流器的電網上時，交流電中就會出現高次諧波。對于n次諧波而言，電容器的電抗將是基皮的1/n，因此，諧波的這種電流對電容器非常有害，極容易使電容器擊穿引起相間短路。所以在電力電容器運行時，我們主要將電容器應在額定電壓和額定電流下運行，其變化應在允許范圍內， 并且對電容器室內應保持通風良好，運行溫度不超過允許值。
參考文獻：
1.宋繼成．220～500kV變電所二次接線設計［M］．中國電力出版社，1998．
