淺談低壓電容器無(wú)功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)與經(jīng)濟(jì)性

無(wú)功功率是維持電力系統(tǒng)正常運(yùn)行主要的一個(gè)因素。搞好電力系統(tǒng)的無(wú)功平衡，提高負(fù)荷的功率因數(shù)，可以減少線路和變壓器中的有功功率損耗和其他電能損耗，從而提高電能質(zhì)量，降低電能損耗，并保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和用戶的供電質(zhì)量。交直流分壓器主要用于脈沖高壓，雷電高壓，工頻高壓的測(cè)量以及電力系統(tǒng)及電氣、電子設(shè)備制造部門(mén)工頻交流高電壓和直流高電壓的測(cè)量。

1無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?/p>

1.1提高變配電設(shè)備利用率，減少投資費(fèi)用

對(duì)低功率因數(shù)的負(fù)荷進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，接入并聯(lián)電容器,由于無(wú)功電流得到補(bǔ)償，使得負(fù)荷電流減少

由于功率因數(shù)提高而使變配電設(shè)備減少的容量（kVA）可用公式1計(jì)算：

ΔS＝P/COSφ1－P/COSφ2

＝P×（COSφ2－COSφ1）/（COSφ2×COSφ1）

（1）式中：

S---為減少的設(shè)備容量

P---為負(fù)荷有功功率

COSφ1---為補(bǔ)償前負(fù)荷功率因數(shù)

COSφ2---為補(bǔ)償后負(fù)荷功率因數(shù)

如1000kW的負(fù)荷容量，補(bǔ)償前功率因數(shù)為0.7，從公式1中可計(jì)算出當(dāng)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95時(shí)，為該負(fù)荷輸電的變配電設(shè)備容量可減少376kVA，對(duì)于新建項(xiàng)目可以減少投資費(fèi)用（變配電設(shè)備容量減少376kVA，可減少基本電費(fèi)的支出），經(jīng)濟(jì)效益明顯。

2.2降低電網(wǎng)中的功率損耗

當(dāng)負(fù)荷的功率因數(shù)從1降到COSφ時(shí)，電網(wǎng)中的功率損耗將增加的百分?jǐn)?shù)約為δp（%）=（1/COS2φ-1）×100%

2.3減少了線路的壓降

由于功率因數(shù)的提高，線路傳送電流小了，系統(tǒng)的線路電壓損失相應(yīng)減小，有利于改善末端的電能質(zhì)量。

2.4提高功率因數(shù)及相應(yīng)地減少電費(fèi)

根據(jù)國(guó)家水利電力部國(guó)家物價(jià)局1983年頒布的《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法》規(guī)定三種功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，相應(yīng)地減少電費(fèi)：

①功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)0.90，適用于160千伏安以上的高壓供電工業(yè)用戶、裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的高壓供電電力用戶和3200千伏安及以上的高壓供電電力排灌站。②功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)0.85，適用于100千伏安（千瓦）及以上的其他工業(yè)用戶，100千伏安（千瓦）及以上的非工業(yè)用戶和100千伏安（千瓦）及以上的電力排灌站。③功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)0.80，適用于100千伏安（千瓦）及以上的農(nóng)業(yè)用戶和躉售用戶。

3低壓并聯(lián)電容器無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆N類(lèi)

3.1集中補(bǔ)償

在低壓配電所內(nèi)配置若干組電容器接在配電母線上，補(bǔ)償供電范圍內(nèi)的無(wú)功功率

3.2就地補(bǔ)償

將補(bǔ)償電容器安裝于用電負(fù)荷附近，或直接并聯(lián)于用電設(shè)備上

就地補(bǔ)償分為兩種：一是分散就地補(bǔ)償，電容器接在低壓配電裝置或動(dòng)力箱的母線上，對(duì)附近的用電設(shè)備進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。二是單獨(dú)就地補(bǔ)償，將電容器直接接在用電設(shè)備端子上或保護(hù)設(shè)備末端，一般不需要電容器用的操作保護(hù)設(shè)備，

3.3就地補(bǔ)償與集中補(bǔ)償節(jié)能比較

4電容補(bǔ)償在技術(shù)上應(yīng)注意的問(wèn)題

①防止涌流。在電容器投入時(shí)，一般情況下伴隨著很大的涌流，在IEC出版物831電容器篇中電容器投入涌流的計(jì)算公式Is＝In×√2S/Q

（3）式中：

Is---為電容器投入時(shí)的涌流（A）

In---為電容器額定電流（A）

S---為安裝電容器處的短路功率（MVA）

Q---為電容器容量（Mvar）

在低壓電容器回路中，可采用以下方法限制：一是串聯(lián)電抗器；二是加大投切電容器的容量；三是采用電容器投切的接觸器。

②防止系統(tǒng)諧波的影響。由于電容器回路是一個(gè)LC電路，對(duì)于某些諧波容易產(chǎn)生諧振，造成諧波放大，使電流增加和電壓升高。為此可采用串聯(lián)一定感抗值的電抗器以避免諧振，如以電抗器的百分比為K，當(dāng)電網(wǎng)中5次諧波較高，而3次諧波不太高時(shí)，K宜采用4.5％；如中3次諧波較高時(shí)，K宜采用12％，當(dāng)電網(wǎng)中諧波不高時(shí)，K宜采用0.5％。

③防止產(chǎn)生自勵(lì)。采用電容器就地補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率，電容器直接并聯(lián)在電動(dòng)機(jī)上，切斷電源后，電動(dòng)機(jī)在慣性作用下繼續(xù)運(yùn)行，此時(shí)電容器的放電電流成為勵(lì)磁電流。如果補(bǔ)償電容器的容量過(guò)大，就可使電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)得到自勵(lì)而產(chǎn)生電壓，電動(dòng)機(jī)即運(yùn)行于發(fā)電狀態(tài)，所以補(bǔ)償容量小于電動(dòng)機(jī)空載容量就可以避免，一般取0.9倍就沒(méi)關(guān)系。

QC=0.9×3UI0

（4）式中：

Qc---為補(bǔ)償電容器容量

U---為系統(tǒng)電壓

I0---為電動(dòng)機(jī)空載電流

5電容補(bǔ)償控制的選擇及補(bǔ)償容量的確定

5.1電容器組投切方式的選擇

電容器組投切方式分手動(dòng)和自動(dòng)兩種。對(duì)于補(bǔ)償?shù)蛪夯緹o(wú)功及常年穩(wěn)定的高壓電容器組，宜采用手動(dòng)投切；為避免過(guò)補(bǔ)償或輕載時(shí)電壓過(guò)高，易造成設(shè)備損壞的，宜采用自動(dòng)投切。高、低壓補(bǔ)償效果相同時(shí)，宜采用低壓自動(dòng)補(bǔ)償裝置。

5.2電容器補(bǔ)償容量的確定

先進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，確定有功功率P和無(wú)功功率Q，補(bǔ)償前自然功率因數(shù)為cosφ1，要補(bǔ)償?shù)降墓β室驍?shù)為cosφ2。則QC=P(tgφ1－tgφ2)

（5）式中：

Qc---為補(bǔ)償電容器容量

P---為負(fù)荷有功功率

COSφ1---為補(bǔ)償前負(fù)荷功率因數(shù)

COSφ2---為補(bǔ)償后負(fù)荷功率因數(shù)

確定無(wú)功補(bǔ)償容量時(shí)，還應(yīng)注意以下三點(diǎn)：①在輕負(fù)荷時(shí)要避免過(guò)補(bǔ)償，倒送無(wú)功造成功率損耗增加，也是不經(jīng)濟(jì)的。②功率因數(shù)越高，每千乏補(bǔ)償容量減少損耗的作用將變小，通常情況下，將功率因數(shù)提高到0.95就是合理補(bǔ)償。③就地補(bǔ)償電容器容量選擇的主要參數(shù)是勵(lì)磁電流，因?yàn)椴皇闺娙萜髟斐勺詣?lì)是選用電容器容量的必要條件，可用公式4計(jì)算。

6結(jié)語(yǔ)

采用無(wú)功補(bǔ)償可以提高功率因數(shù)，是一項(xiàng)投資少，收效快的節(jié)能措施。并聯(lián)補(bǔ)償電容器原理簡(jiǎn)單、使用方便、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，還可以分組投切保證電壓合格率和合理的功率因數(shù)。我國(guó)很多地區(qū)配電網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)平均功率因數(shù)偏低，通過(guò)采用補(bǔ)償電容器進(jìn)行合理的補(bǔ)償，一定能夠提高供電質(zhì)量并取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。