無功補(bǔ)償培訓(xùn)教程

1、一. 無功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(一) 功率、功率因數(shù)1. 有功功率：在直流電路中，從電源輸送到電器（負(fù)載）的電功率，是電壓與電流的乘積，也就是 電器實(shí)際所吸收的功率。在交流電路中，由于有電阻和電抗（感抗和容抗）的同時(shí)存在，所以電源輸送到 電器的電功率并不完全做功。因?yàn)槠渲杏幸徊糠蛛姽β剩姼泻碗娙菟鶅Φ碾娔埽┤阅芑剌數(shù)诫娫?，因此?實(shí)際為電器所吸收的電功率叫有功功率。用字母P 表示。國際單位瓦，用字母W 表示。通常有功功率的 單位用千瓦，用字母KW 表示。2. 無功功率：電感和電容所儲的電能仍能回輸?shù)诫娫?，這部分功率在電源與電抗之間進(jìn)行交換，交 換而不消耗，稱為無功功率。用字母.Q.表示，國際單位乏，

2、用字母.var 表示。通常無功功率的單位用千乏， 用字母.Kvar 表示。（無功功率絕不是無用功率，它的用處很多，電動機(jī)需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動機(jī)械運(yùn)動，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的；變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應(yīng)出電壓。）3. 感性無功功率：接在電網(wǎng)中的許多用電設(shè)備是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。例如：通過磁場，變壓 器才能改變電壓并將能量送出去， 電動機(jī)才能轉(zhuǎn)動并帶動機(jī)械負(fù)荷。 磁場所具有的磁場能是由電源供給的。 電動機(jī)和變壓器在能量轉(zhuǎn)換過程中建立交變磁場，在一個(gè)周期內(nèi)吸收和釋放的功率相等，這種功率叫感性 無功功率。

3、4. 容性無功功率：電容器在交流電網(wǎng)中接通后，在一個(gè)周期內(nèi)，上半周期的充電功率與下半周期的 放電功率相等，不消耗能量，電容器的這種充放電功率叫容性無功功率。5. 視在功率：在交流電路中，如負(fù)載是純電阻，電壓和電流是同相位，那么電壓和電流的乘積就是 有功功率，但在有電感或電容的電路中，電壓和電流有著相位差，所以電壓和電流的乘積并不是負(fù)載電路 實(shí)際吸收的電功率，而叫做視在功率。用字母.S 表示，國際單位伏安，用字母.VA 表示。通常視在功率的 單位用千伏安，用字母.KVA 表示。6. 功率因數(shù)：有功功率與視在功率的比值。用.cos 表示，它是沒有單位的。cos=P/S 7. 自然功率因數(shù)：指用電設(shè)

4、備沒有安裝無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)的功率因數(shù)，或者說明用電設(shè)備本身所具有的功率因數(shù)，自然功率因數(shù)的高低主要取決于用電設(shè)備的的負(fù)荷性質(zhì)，電阻性負(fù)荷（白熾燈、電阻爐）的功率因數(shù)較高，等于1，而電感性負(fù)荷（電動機(jī)、電焊機(jī)）的功率因數(shù)比較低，都小于1。8. 功率三角形：有功功率、無功功率、視在功率三者之間的關(guān)系符合勾股定理。如圖 ；Q=Uisin； 三相電路中： S= 3UI；P= 3UI cos；Q= 3Uisin；S2=P2+Q2；cos= P/ P2 Q29. 用戶功率因數(shù)的計(jì)算方法 1) 電量計(jì)算：在一定時(shí)間內(nèi)（如三天或一周）取用戶有功電量和無功電量。 功率因數(shù) COS=有功電量/（有功電量2+無功電量

5、2）1/22) 轉(zhuǎn)數(shù)（老式電度表） ：在同樣的時(shí)間內(nèi)計(jì)量有功表、無功表所轉(zhuǎn)圈數(shù)。 根據(jù)無功表和有功表所轉(zhuǎn)圈數(shù)比計(jì)算出功率因數(shù)。3) 脈沖（新式電度表） ：在同樣的時(shí)間內(nèi)計(jì)量無功和有功的脈沖數(shù)。 根據(jù)無功表和有功表脈沖比計(jì)算出功率因數(shù)。 根據(jù)無功和有功之比計(jì)算功率因數(shù)無功比有功功率因數(shù)無功比有功功率因數(shù)無功比有功功率因數(shù)1:101:22.6:11:92.7:11:82.8:11:72.9:11:60.98643:11:53.1:11:43.2:13.3:13.4:13.5:11:13.6:11.1:13.7:11.2:13.8:11.3:13.9:11.4:14:11.5:14.1:11:31.

6、6:14.2:11.7:14.3:11.8:14.4:11.9:14.5:12:14.6:12.1:14.7:12.2:14.8:12.3:14.9:12.4:15:12.5:1(二) 提高功率因數(shù)的意義1. 由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，當(dāng)用電企業(yè).cos 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。2. 負(fù)載的功率因數(shù)低，對電力系統(tǒng)不利。 （1） 負(fù)載的功率因數(shù)過低，供電設(shè)備的容量不能充分利用。 例如：一臺容量為60KVA.的單相變壓器，設(shè)它在額定電壓，額定電流下運(yùn)行，在負(fù)載的功率因 數(shù)等于

7、.1.時(shí)，它傳輸?shù)挠泄β?P=60cos =60KW，它的容量得到充分利用，負(fù)載的.cos =0.8 時(shí)，它傳 輸?shù)挠泄β式档蜑?8KW，容量的利用較差，cos 越小，容量利用的越不充分。 （2） 在一定的電壓下向負(fù)載輸送一定的有功功率時(shí)，負(fù)載的功率因數(shù)越低，通過輸電線的電流越大，導(dǎo)線電阻的能量損耗和導(dǎo)線阻抗的電壓降落越大，功率因數(shù)是電力經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)重要指標(biāo)。3. 全國供用電規(guī)則規(guī)定：在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)，用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)：高壓用電的工業(yè)用戶和高壓用電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)為 0.9 以上；其它 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

8、 以上；農(nóng)業(yè)用電功率因數(shù)為 0.80 以上。凡功率因數(shù)達(dá)不到上述規(guī)定的用戶，供電部門會在其用戶使用電費(fèi)的基礎(chǔ)上按一定比例對其進(jìn)行罰款（力率電費(fèi)），要提高企業(yè)的用電功率因數(shù)，必須進(jìn)行無功補(bǔ)償，并做到隨其負(fù)荷和電壓的變動及時(shí)投入或切除，防止無功電力倒送。 全國供用電規(guī)則規(guī)定：無功電力應(yīng)就地平衡。 減收電費(fèi)增收電費(fèi)實(shí)際功率因數(shù)月電費(fèi)減少實(shí)際功率因數(shù)月電費(fèi)增加實(shí)際功率因數(shù)月電費(fèi)增加85功率因數(shù)自0.64及以下，每降低0.01電費(fèi)增加2減收電費(fèi)增收電費(fèi)實(shí)際功率因數(shù)月電費(fèi)減少實(shí)際功率因數(shù)月電費(fèi)增加實(shí)際功率因數(shù)月電費(fèi)增加功率因數(shù)自0.59及以下，每降低0.01電費(fèi)增加2減收電費(fèi)增收電費(fèi)實(shí)際功率因數(shù)月電費(fèi)減少

9、實(shí)際功率因數(shù)月電費(fèi)增加實(shí)際功率因數(shù)月電費(fèi)增加3功率因數(shù)自0.54及以下，每降低0.01電費(fèi)增加2(三) 無功功率補(bǔ)償?shù)幕驹戆丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，當(dāng)容性負(fù)荷釋放能量時(shí)，感性負(fù)荷吸收能量；而感性負(fù)荷釋放能量時(shí)，容性負(fù)荷卻在吸收能量。能量在兩種負(fù)荷之間交換。這樣感性負(fù)荷所需要的無功功率可從容性負(fù)荷輸出的無功功率中得到補(bǔ)償，這就是無功功率補(bǔ)償?shù)幕驹? (四) 無功功率補(bǔ)償?shù)姆椒o功功率補(bǔ)償?shù)姆椒ê芏啵捎秒娏﹄娙萜骰虿捎镁哂腥菪载?fù)荷的裝置進(jìn)行補(bǔ)償。1. 利用過激磁的同步電動機(jī)，改善用電的功率因數(shù)，但設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高，只適于在具有大功率拖動裝置時(shí)采用。 2. 5

10、.5 % ， 運(yùn)行維護(hù)技術(shù)較復(fù)雜，宜裝設(shè)在電力系統(tǒng)的中樞變電所，一般用戶很少應(yīng)用。 3. 異步電動機(jī)同步化。這種方法有一定的效果，但自身的損耗大，每 kvar 無功功率的損耗約為 4 19%，一般都不采用。 4. 0.4 % 以下）等優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)前國內(nèi)外廣泛采用的補(bǔ)償方法。這種方法的缺點(diǎn)是電力電容器使用壽命較短；無功出力與運(yùn)行電壓平方成正比，當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行電壓降低，補(bǔ)償效果降低，而運(yùn)行電壓升高時(shí)，對用電設(shè)備過補(bǔ)償，使其端電壓過分提高，甚至超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，容易損壞設(shè)備絕緣，造成設(shè)備故事，彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)應(yīng)采取相應(yīng)措施以防止向電力系統(tǒng)倒送無功功率。電力電容器作為補(bǔ)償裝置有兩種方法：串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)補(bǔ)償。 1

11、) 串聯(lián)補(bǔ)償是把電容器直接串聯(lián)到高壓輸電線路上，以改善輸電線路參數(shù)，降低電壓損失，提高其 輸送能力，降低線路損耗。這種補(bǔ)償方法的電容器稱作串聯(lián)電容器，應(yīng)用于高壓遠(yuǎn)距離輸電線路上，用電單位很少采用。 2) 并聯(lián)補(bǔ)償是把電容器直接與被補(bǔ)償設(shè)備并接到同一電路上，以提高功率因數(shù)。這種補(bǔ)償方法所用 的電容器稱作為并聯(lián)電容器，用電企業(yè)都是采用這種補(bǔ)償方法。 并聯(lián)電容器的補(bǔ)償：電容器的補(bǔ)償形式，應(yīng)以無功就地平衡為原則。電網(wǎng)的無功負(fù)荷主要是由用電設(shè) 備和輸變電設(shè)備引起的。除了在比較密集的供電負(fù)荷中心集中裝設(shè)大、中型電容器組，便于中心電網(wǎng)的 過電壓控制和穩(wěn)定電網(wǎng)的電源電壓質(zhì)量之外，還應(yīng)在距用電無功負(fù)荷較近的地點(diǎn)

12、裝設(shè)中、小型電容器組進(jìn)行就地補(bǔ)償。 安裝電容器進(jìn)行無功功率補(bǔ)償時(shí)，可采取集中、分散或個(gè)別（就地）補(bǔ)償三種形式。1) 集中補(bǔ)償：把電容器組集中安裝在變電所的一次或二次側(cè)的母線上，這種補(bǔ)償方法，安裝簡便， 運(yùn)行可靠，利用率較高。2) 分散補(bǔ)償：將電容器組分組安裝在車間配電室或變電所各分路的出線上，它可與工廠部分負(fù)荷的 變動同時(shí)投入或切除。這種補(bǔ)償方法效果也較好。3) 個(gè)別（就地）補(bǔ)償個(gè)別（就地）補(bǔ)償是對單臺用電設(shè)備所需無功就近補(bǔ)償?shù)霓k法，把電容器直接接到單臺用電設(shè)備的同一個(gè)電氣回路，用同一臺開關(guān)控制，同時(shí)投運(yùn)或斷開。這種補(bǔ)償方法的效果最好，電容器靠近用電設(shè)備，就地平衡無功電流，可避免無負(fù)荷時(shí)的過補(bǔ)

13、償，使電壓質(zhì)量得到保證。個(gè)別補(bǔ)償一般常用于容量較大的高低壓電動 機(jī)等用電設(shè)備。但這種方法在用電設(shè)備非連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電容器利用率低，不能充分發(fā)揮其補(bǔ)償效益。(五) 并聯(lián)電容器提高功率因數(shù)的原理交流電路中，純電阻電路負(fù)載中的電流 IR 與電壓 U 同相位，純電感負(fù)載中的電流 IL 滯后電壓 90。而純電容的電流IC 則超前于電壓 90。可見，電容中的電流與電感中的電流相差180能夠互相抵消。 電力系統(tǒng)中的負(fù)載，大部分是感性的，因此總電流.I 將滯后于電壓于一個(gè)角度。如果將并聯(lián)電容器 與負(fù)載并聯(lián)，則電容器的電流IC.將抵消一部分電感電流，從而使電感電流IL 減小到IL ，功率因數(shù)將由.cos 1 提高

14、到.cos 2，這就是并聯(lián)補(bǔ)償?shù)脑?。見下圖。 (六) 并聯(lián)電容器在電力系統(tǒng)中的作用采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償主要作用是： 1. 補(bǔ)償無功功率，提高功率因數(shù)系統(tǒng)中大部分為感性負(fù)載，為使其正常運(yùn)行，必須供應(yīng)它們建立磁場所須的能量，這就出現(xiàn)了電源與負(fù)載之間的能量交換，表現(xiàn)為電源要向負(fù)載供應(yīng)無功功率，如對感性負(fù)載并聯(lián)容性設(shè)備，讓它們之間就地進(jìn)行一部分能量交換，便能減少電源與負(fù)載之間的能量交換。減少電源供應(yīng)的無功功率，從而提高了功率因數(shù)。2. 增加電網(wǎng)的傳輸能力，提高設(shè)備利用率若.P1 和.P2 分別為補(bǔ)償前、后的有功功率的出力，cos1和cos2 分別為補(bǔ)償前、后的功率因數(shù)，則： P=P2-P1=S

15、（cos2-cos1）為補(bǔ)償后的有功功率的出力增量?？梢?，在視在功率S不變的前提下，線路傳輸?shù)墓β实某隽⒂兴黾?，其增加值為P： P%=(cos2/cos1)-1100% COS10.7 COS21P%36%39%40%43%3. 降低線路損失和變壓器有功損失安裝無功補(bǔ)償裝置后功率因數(shù)提高，線路電流會下降，線路損耗降低，變壓器的有功損失也會降低。 對于高壓計(jì)量的用戶，在低壓側(cè)安裝無功補(bǔ)償裝置，可降低安裝點(diǎn)與計(jì)量點(diǎn)間的線損，其線損降低量與安 裝點(diǎn)的位置有關(guān)。如下圖，C 為高壓集中補(bǔ)償裝置，C1、C2 為低壓集中補(bǔ)償裝置，C3、C4 為單獨(dú)就地補(bǔ)償 裝置，M 為交流電動機(jī)。安裝低壓集中補(bǔ)償裝置

16、C 1，降低的線損為 A、D 間，但線損要分段計(jì)算，分 A、C 段的線損與 C、D 段的線損，因?yàn)檫@兩段流過的電流是不同的。安裝低壓集中補(bǔ)償裝置 C2，降低的線損為 A、B 間的。安裝單獨(dú)就地補(bǔ)償裝置 C3、C4，降低的線損也要分段計(jì)算。如果安裝高壓補(bǔ)償電容器，降低的線損為計(jì)量點(diǎn)之前的，這部線損不在用戶的范圍內(nèi)。對于低壓計(jì)量的用戶，計(jì)量點(diǎn)雖然在變壓器的二次側(cè)，但電業(yè)部門考核時(shí)以變壓器一次側(cè)的考核點(diǎn)為準(zhǔn)。如下圖，同樣補(bǔ)償裝置安裝在不同的位置降低的線損也是不同的。 由以上兩圖可以看出：單獨(dú)就地補(bǔ)償?shù)男Ч詈?，但補(bǔ)償點(diǎn)分散，不便于維護(hù)。 安裝補(bǔ)償裝置后，可以降低安裝點(diǎn)前變壓器的有功損失，所以低壓補(bǔ)償

17、對降低變壓器的有功損失效果最好。變壓器的有功損失包括鐵損和銅損兩部分，鐵損與一次側(cè)電壓的平方成正比，一次側(cè)電壓基本不變，所以鐵損可認(rèn)為是不變的有功損失；銅損與二次側(cè)電流的平方成正比，二次側(cè)電流是隨負(fù)載變化的，所以 銅損可認(rèn)為是可變的有功損失。 線損降低率與變壓器銅損降低率是相同的。 用電企業(yè)的自然功率因數(shù)一般在0.7 左右,功率因數(shù)從0.7 提高到0.95 以上線損降低率和變壓器的銅損降低率如下表: 其中： R 線路電阻,P 線路傳輸?shù)挠泄β?KW T 設(shè)備運(yùn)行時(shí)間,h UL 線路線電壓,KV COS1、COS2補(bǔ)償前、后的功率因數(shù) K 負(fù)荷系數(shù)（一班制 3.6；二班制1.8；三班制1.2）

18、 PK 變壓器銅損，KW T1 變壓器運(yùn)行時(shí)間，h A 用戶變壓器二次側(cè)有功用電量, S 變壓器額定容量,KVA 4. 減少設(shè)備容量在保證有功負(fù)荷.P 不變的條件下，增加無功補(bǔ)償時(shí)，可以減少設(shè)備容量。這是因?yàn)楫?dāng)功率因數(shù)提高后,在輸送同樣的有功功率的情況下,上式的S 是負(fù)值,即可以減少視在功率。5. 改善電壓質(zhì)量在線路中電壓損失U.的計(jì)算如下： 式中 U 線路中的電壓損失，kV； P 有功功率，MW； Q無功功率，Mvar. U額定電壓，kV； R線路的總電阻，； XL線路感抗，。 由上式可見，當(dāng)線路中的無功功率.Q 減少以后，電壓損失U.也就減少了。 二. 并聯(lián)電容器(一) 自愈式并聯(lián)電容器近

19、年來，由于制造聚丙烯金屬膜并聯(lián)低壓電力電容器（以下簡稱自愈式電容器）的工藝技術(shù)趨向成熟 與完善，國內(nèi)許多廠礦開始采用，并將逐步更換與取代油浸紙介電容器。自愈式電容器的各項(xiàng)電性能及比 特性大大優(yōu)于油浸紙介電力電容器，是一很有發(fā)展前途的電力行業(yè)上節(jié)能產(chǎn)品。 自愈電容器的最大特點(diǎn)是：應(yīng)用具有自愈性能的聚丙烯金屬化膜作為電容器組件的介質(zhì)與極板。聚丙烯薄膜具有高工作場強(qiáng)與低介質(zhì)損耗及體積小、容量大、損耗小等特點(diǎn)。從下表的幾項(xiàng)性能比較 我們可以看出自愈式電容器具有油浸紙介電容器所不及的優(yōu)點(diǎn)。 自愈式電容器與油浸紙介質(zhì)式電容器性能比較表以國產(chǎn)低壓自愈式并聯(lián)電力電容器為例，扼要介紹自愈式金屬化膜電容器的結(jié)構(gòu)原

20、理及應(yīng)用： 自愈式電容器主要由芯子、浸漬劑、端子、殼體、保險(xiǎn)器、自放電裝置等幾個(gè)主要部分組成。 1. 芯子。芯子是電容器的基本工作單元，由聚丙烯金屬化膜繞制而成，兩端面的金屬層通過噴金連接 成電極，每臺電容器由若干只芯子根據(jù)要求進(jìn)行組合連接，對于三相低壓并聯(lián)電容器，一般以形接法。 0.04um ,這層金屬層在一定的 溫度下極易氣化揮發(fā),當(dāng)施加于該電容器兩極板一定電壓后,介質(zhì)中的某些電弱點(diǎn)被擊穿,由于擊穿電弱點(diǎn) 時(shí)釋放一定的能量,使得電弱點(diǎn)周圍的金屬層受熱而氣化揮發(fā),電弱點(diǎn)附近由于失去金屬層而形成絕緣區(qū), 使電容器自行恢復(fù)正常工作,這樣每通過一次自愈作用,電容器就剔除一批電弱點(diǎn),使得電容器的耐壓

21、也就 提高一個(gè)等級。 金屬化層的厚薄,直接影響電容器的自愈性能。一般講,較薄的金屬化層對自愈有利,但與噴金層的結(jié) 合脆弱。要求金屬化膜既要有良好的自愈性能,又要有足夠金屬化厚度以提高噴金強(qiáng)度。目前國外生產(chǎn)一 種邊緣加厚金屬化膜，這種膜具有上述的兩大優(yōu)點(diǎn)。自愈式電容器，就是選用具有邊緣加厚金屬化膜繞制 芯子，經(jīng)實(shí)踐證明，其工作可靠性高，自愈性好，經(jīng)得起浪涌電流的沖擊，工作壽命長。 2. 浸清劑。浸漬劑是電容器內(nèi)部的充填物，與油浸紙介電容器不同的是，紙介電容器中的浸漬劑，直 接浸入介質(zhì)中間，而自愈電容器由于膜的工作場強(qiáng)高，可以不必像紙一樣靠浸漬劑來提高工作場強(qiáng)與降低 損耗。 這里的浸漬劑其主要作用

22、是解決芯片子外表面的局部放電與提高電容器的自愈性能， 改善散熱條件。 自愈式電容器選用一定配比的油蠟作為浸漬劑，通過真空浸漬，將浸漬劑灌注殼內(nèi)，通過浸漬可以有 效地解決芯子邊緣的局部放電，并且由于固化后的微晶蠟在芯子外部形成一強(qiáng)大的應(yīng)力區(qū)，當(dāng)組件自愈時(shí)由于存在一定應(yīng)力，可以迫使迅速滅弧，防止蒸發(fā)區(qū)擴(kuò)大與自愈惡化，而導(dǎo)致組件“放炮” ，這類浸漬劑與液體浸漬相比，性能穩(wěn)定，不燃燒，并有效地解決漏油問題?，F(xiàn)在有一種浸漬濟(jì)蛭石，它是一種礦物質(zhì)，使電容器整體為純干式結(jié)構(gòu)。 3. 保險(xiǎn)裝置。當(dāng)自愈式電容器萬一由于自愈失效，內(nèi)部的金屬化膜受熱軟化并放氣而使電容器脹鼓時(shí)，保險(xiǎn)裝置能及時(shí)切斷電源保護(hù)整個(gè)裝置。

23、4. 自放電裝置。放電裝置能將電容器在退出運(yùn)行初始峰值電壓在 3min 內(nèi)降到 50V 以下，以保證運(yùn)行及維修安全。 5. 電容器外殼，由馬口鐵沖制，耐腐性好，外涂阻燃漆，外形美觀。端子與上蓋采用整體壓鑄，耐壓 強(qiáng)度高，密封性能好。 6. 其它。如接線柱頭，安裝支架等為電容器上的電氣接頭及安裝緊固件。 (二) 電容器運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn) 1. 允許過電壓電容器組允許在其 1.1 倍額定電壓下長期運(yùn)行.在運(yùn)行中,由于倒閘操作、電壓調(diào)整、負(fù)荷變化等因素 可能引起電力系統(tǒng)波動，產(chǎn)生過電壓。有些電壓雖然幅值較高，但時(shí)間很短，對電容器影響不大，所以電容器組允許短時(shí)間的過電壓。對其過電壓值不得超過電容器組額定電壓 U

24、 的倍數(shù)作如下規(guī)定，見下表所示。電容器組允許的工頻過電壓2. 允許過電流電容器組允許在其 1.3 倍額定電流下長期運(yùn)行(日本、美國、德國和比利時(shí)進(jìn)口的電容器允許在 1.35 倍額定電流長期運(yùn)行)。通過電容器組的電流與端電壓成正比，該電流包括最高允許工頻過電壓引起的過電流和設(shè)計(jì)時(shí)考慮在內(nèi)的電網(wǎng)高次諧波電壓引起的過電流，因此過電流的限額較過電壓的高。電容器組長 期連續(xù)運(yùn)行允許的過電流為其額定電流的 1.3 倍,即運(yùn)行中允許長期超過電容器組額定電流的 30% ,其中 10% 是工頻過電壓引起的過電流,還有 20% 留給高次諧波電壓引起的過電流。 3. 允許溫升電容器運(yùn)行溫度過高，會影響其使用壽命，甚

25、至引起介質(zhì)擊穿，造成電容器損壞。因此溫度對電容器的運(yùn)行是一個(gè)極為重要的因素。電容器的周圍環(huán)境溫度請按制造廠的規(guī)定進(jìn)行控制。若廠家無規(guī)定時(shí)，一 般應(yīng)為-40+40（金屬化膜電容器為-45+50）。電容器油箱外殼最熱點(diǎn)允許溫度（即油箱外殼高度 2/3 處裝設(shè)溫度計(jì)所測數(shù)值）也應(yīng)遵守廠家規(guī)定。若無規(guī)定時(shí)，可按下列數(shù)值控制：礦物油和充烷基苯的電容器為 50，充硅油的電容器為55。 (三) 并聯(lián)電容器與電力網(wǎng)的連接并聯(lián)補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娙萜鳎蠖嗖捎媒切谓泳€，而低壓并聯(lián)電容器，多數(shù)是三相的，內(nèi)部已接成角形。 相同電容量C 的三個(gè)電容器，采用角形接法的無功容量QC為采用星形接法的無功容量的3倍。 這是由于QCU

26、2 ，而U=3UY()=3QC(Y) 電容器采用角形接法時(shí)，任一電容器斷線，三相線路仍得到無功補(bǔ)償。 電容器采用星形接法時(shí)，一相電容器斷線將使該相失去補(bǔ)償，造成三相負(fù)荷不平衡。 電容器采用角接時(shí)，電容器的額定電壓與電網(wǎng)電壓相同。這時(shí)，電容器接線簡單，電容器外殼和支架均可接地，安全性也得到提高?？梢?，當(dāng)電容器的額定電壓與電網(wǎng)額定電壓相同時(shí)，電容器宜于采用角接，但是，電容器采用角接，在一相電容器發(fā)生短路故障時(shí)，就形成兩相直接短路，容易使事故擴(kuò)大。 三. 無功補(bǔ)償裝置(一) 采用電力電容器補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償裝置電容柜的種類1、接觸器式電容柜（老式）：采用接觸器作為投切電容器的開關(guān)。電容器是靠充放電來工作的，

27、在電 容器投入瞬間，兩極板迅速充滿電荷，相當(dāng)于短路，產(chǎn)生的電流非常大，這個(gè)電流稱為涌流。即電容器投 入瞬間產(chǎn)生的電流。接觸器式電容柜由于控制不了涌流，在電容器投入瞬間產(chǎn)生的電流會比電容器額定電 流大幾十倍或上百倍，同時(shí)會將電容器極板的許多耐壓薄弱點(diǎn)擊穿，造成無法儲存電能，影響電容器的使 用受命，所以接觸器式電容器不可以頻繁投切。 接觸器由于存在觸點(diǎn)，在接觸器斷開的瞬間會產(chǎn)生電弧。通過弧光的作用使動靜觸點(diǎn)沒有完全分開， 這樣電網(wǎng)電壓便于電容器端電壓產(chǎn)生迭加，從而產(chǎn)生了過電壓。所以接觸器電容柜控制不了過電壓。 接觸器式電容柜是使用多年的老式設(shè)備，將逐漸被淘汰。2、可控硅式電容柜（新式）：使用兩個(gè)反

28、并聯(lián)的可控硅控制三相角接的電力電容器。使用過零觸發(fā)模塊，當(dāng)系統(tǒng)中欠補(bǔ)（系統(tǒng)中感性無功大于容性無功）時(shí)，該模塊接受觸發(fā)命令后，能自動捕捉可控硅兩端電壓，當(dāng)電壓為2V-6V.時(shí)，觸發(fā)可控硅，使可控硅導(dǎo)通投入電容器。產(chǎn)生的涌流僅為電容器額定電流的1.5倍，可控硅式電容柜由于控制了其導(dǎo)通時(shí)兩端的電壓，所以很好的控制了涌流。 由于是兩個(gè)反并聯(lián)的可控硅組成可控硅模塊，一個(gè)可控硅在電壓波形的上半周導(dǎo)通，另一個(gè)在下半周 導(dǎo)通。當(dāng)系統(tǒng)中過補(bǔ)（系統(tǒng)中容性無功大于感性無功）時(shí)，過零觸發(fā)模塊接收不到觸發(fā)命令，可控硅會自 然關(guān)斷，而且速度快。由于不存在觸點(diǎn)，無電弧重燃現(xiàn)象，電網(wǎng)電壓與電容器端電壓產(chǎn)生不了迭加，從而 很好

29、的控制了過電壓。 (二) 新式、老式無功補(bǔ)償設(shè)備比較 (三) 電容柜的適用范圍1、變壓器容量超過 100KVA 的電力用戶：提高功率因數(shù)，降低線損和變壓器有功損失，消除力率電費(fèi)。 2、變壓器容量低于 100KVA 的用戶：提高功率因數(shù)，降低線損和變壓器的有功損失。 四. 如何確定補(bǔ)償容量電容器安裝容量的選擇，根據(jù)使用目的的不同，可按改善功率因數(shù)，提高運(yùn)行電壓和降低線路損失等 因素來確定。1、按提高功率因數(shù)確定補(bǔ)償容量按提高功率因數(shù)確定補(bǔ)償容量的方法簡便明確，為國內(nèi)外所通用。根據(jù)功率補(bǔ)償圖中功率之間的向量關(guān)系，可求出無功補(bǔ)償容量QC， QC=Ptg1- Ptg2=P(tg1- tg2) （kvar） 或 (kvar) (1) 式中 P最大負(fù)荷的平均有功功率，kW; tg1、tg2補(bǔ)償前后功率因數(shù)角的正切值； cos1、cos2補(bǔ)償前后功率因數(shù)值。 例 1某工廠最大負(fù)荷月的平均有功功率為 200kW， 功率因數(shù) cos1=0.6， 擬將功率因數(shù)提高到0.9, 問需要裝設(shè)電容器組的總?cè)萘繎?yīng)該是多少? 解:需