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低压配电电容补偿系统研究
发布时间：2013-03-05 22:55 来源：未知
0、引言
为了更好地改善低压电网的功率因数，提高电压质量，降低线损，2000年以来，卢龙供电分公司根据农村电网建设的要求，积极安装低压自动补偿装置，由100 kVA以上变压器供电的用户全部安装电容补偿系统。几年来，笔者通过对本公司安装的低压电容柜运行的观察及大量维修经验，得出了一些有关低压电容补偿装置的心得体会，本文将对此进行严谨的分析和总结。
1、电容补偿系统设计问题
应根据现场实际负荷情况，严谨设计电容补偿系统：
(1)根据不同用户实际情况，设计电容补偿容量。如：饲料厂、粉丝厂因设备转数高，机械惯性较大，功率因数低，设计补偿容量要增加1.5倍，若按一般情况正常设计，电容全部补偿，则不能保证功率因数达标。所以，实践中笔者总结得出：配电电容柜补偿容量一般按变压器容量的30%～60%设计。
(2)在设计中不应忽略就地补偿的原则。电网无功补偿管理规定要求坚持全面规划、合理布局，分级补偿、就地平衡，集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主。设计时要考虑就地补偿的优点，配合集中补偿，使补偿更加准确，同时降低连接负荷设备到配电柜截面的载流量。
(3)应根据不同企业的生产情况设计不同的投切装置。如：耐火材料厂、轮毂厂主要是冲击负荷，应当选用无触点投切装置，无触点开关具有投切无涌流、工作无噪音、运行稳定可靠的特点，但实际运行中易损坏。而电容器复合投切开关将控硅无触点开关与交流接触器的优点结合在一起，投切电容时能保证电压过零合闸和电流过零分闸，开关通断时涌流小、过压低、触点不烧结，运行中无压降、不耗能、不产生压降，在实际运用中很有优势，但其成本较高，故应针对实际情况来推广使用。
(4)应按照地区的不同、距离变电站的远近、实际网络电压来合理选择低压电容型号。低压电力电容分为400V、415V、450 V3种，因低压电网规定电压合格范围为±7%，而电容容量又会随着电压的增高而变低，所以，同样规格的电容，电压不同时电流补偿值也不同。选用电压过高类型的电容而使用电压又达不到时，电容的实际容量就会大大降低。
(5)设计要采用新技术。因为卢龙供电分公司属于农网，农业生产、生活用电有其特点，单项负荷较多，故统一进行三相补偿不合理，而对企业工业用电来说三相补偿就很适用。以农村用电为主电网补偿应采用先进的无功功率分相补偿控制器，它既可以进行分相补偿也可以进行三相补偿，能使补偿更加科学合理化。
(6)容量较大的配电变压器设计补偿系统时，单台电容容量不应大于30 kvar。电容值大，产生的叠加电流就会过大，容易损坏电容器。某公司1600 kVA变压器，电容控制器为12路，采用30 kvar电容2台并联投入，经实践检验，电容器经常损坏。故设计时应考虑多回路、小容量，选择最少6路以上电容，每步投切电容值要设计得尽量小，以保证合理高效补偿。
2、电容柜质量问题
(1)卢龙分公司在安装电容配电柜时很少安装限流电抗器。电抗器主要用于限制低压电容器的合闸涌流，增加合闸开关的开断能力，安装时倾斜角度不应大于50。
(2)生产配电柜的厂家为降低成本多采用普通电容而非BSMJ内装放点电阻电容。实践中，笔者发现指月、正泰、德力西等电容质量较好。
(3)选择电熔开关容量的依据是能断开电容器回路而不重燃，具备通过涌流能力，其额定电流一般可按电容器额定电流的1.3～
1.5倍考虑。
(4)并联放电灯厂家多采用普通的指示灯而非专用电容放电灯（阻性指示灯），普通的指示灯是容性降低电压照明。
(5)电容连线应采用软铜线，截面积应按电容电流的1.3～1.5倍选择。
(6)安装时必须配备低压避雷器（或压敏电阻），以吸收系统过电压。避雷器主要起到瞬时过压保护的作用，避雷器接线端要用不小于10 Inm：的多股软通线与柜体及接地线可靠连接，接地装置与接地电阻必须符合要求。
(7)应安装稳定的过电流�；ぷ爸茫吹脱共钩ビ貌⒘缛萜鞯谋；�——热继电器。在电网中高频谐波成分较大时，电容电流很大，会对电容造成危害。因此，热继电器不能取消，除非已采用热脱扣电流合适的断路器或其他方式进行有效�；�。
3、电容柜施工和运行问题
(1)电容柜施工要求严格化。其中，主要容易忽略以下几个方面：
1)电容柜电源进线严格要求正相序接入，同时要保证取样电流互感器不能与取样电压同相，否则，自动补偿控制器显示功率因数将与理论预测值相差很大（如0.3以下，或显示超前），也可能随着电容的接通功率因数变化不正常，此均为取样信号相位接差所致。某厂的电容柜调试情况就是这样，开始以为是电容柜质量问题，经检查调整三相相位后正常运行。
2)安装时经常出现随着电容补偿的投入，功率因数几乎不变的情况。经现场检查，发现主要是因为取样电流互感器安装位置错误，应当安装在电容柜电源的前端，即配电柜电源的总线上（后端接负荷），否则无法测量补偿后的总功率因数。
3)取样电流互感器二次侧不得并联其他设备、仪表，若有，应当改为串联，否则控制器取样电流不够或信号相位偏移，就会显示错误的功率因数。同时要注意，选择取样电流互感器时应根据变压器最大负荷选取，不能过大，否则会出现问题。某厂选取的电流互感器为正常值的2.5倍，负荷小时，因取样电流小于50 mA，则控制器检测不到功率因数，同时执行了分断动作。
(2)运行中的电容柜主要会出现以下问题：
1)要经常进行电容器柜设备的外观检查，特别应当注意电容是否有外形变鼓、漏油、电容发热等现象，这些情况下电容损坏几率很大。最简单的电容检测方法是电流测量法：使用钳形电流表测量每项电容器电流值，然后与额定电流比较。这种方法误差较大，一般允许电流误差10%，以三相电流是否平衡来判断电容的好坏。对于衰减的电容器要及时更换，否则会带来谐波放大、发生谐振的可能，从而影响系统的稳定运行。同时，检查是否有接头松动，电容切换器、放电电阻烧损现象，一旦发现要及时更换。
2)运行时要根据现场实际情况对无功功率自动补偿器进行参数调整，以保证电容可靠投切�？刂破魍肚械缪共挥Ω哂诘缛萜鞅晔镜缪�，否则电容器容易因电压过高而烧坏；电容器投切延时可根据实际情况选择，一般不低于30 s。
”主要运行的投切电容接触器型号是C儿9，接触器有限流电阻，运行中很容易烧坏，其作用是有效减少合闸涌流对电容的冲击和抑制开断过电压。
4)运行人员要对电容柜设备进行定期清扫，清扫必须在停电并实施电容放电后进行。一、二次回路螺丝要紧固，接头不应有发热现象；有条件的话，要用电容表检测电容核定；必须定期手动调节电容控制器，观察功率因数变化，发现问题要及时处理。
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4、就地补偿
在配电系统补偿中要高度重视就地补偿原则。
(1)指月电气、正泰电气等都生产专门的低压补偿装置，其特点是采用自愈式电容，安装在感性负载旁与之并联，同步投运，直接做无功补偿。该装置改善了尾端电压，挖掘出了供电系统的潜力，非常适用于工矿企业、商场等感性负载的就地补偿。
(2)就地补偿的特点是用电设备运行时，无功补偿投入；用电设备停运时，补偿设备也退出。不需频繁调整补偿容量，具体配置灵活，直接高效，安装方便，使用安全可靠，投资小，回报率高。经考察，实际运行半年所节约电费即可收回投资，经济效果显著。
(3)就地补偿电容容量选择：电动机机械惯性小的按照0.9倍空载电流选配电容，机械惯性大的电机如水泵等按照1.3～1.5倍空载电流选择。电容不能选择过大，否则功率因数角有时会超前和产生自励过电压，烧坏用电设备及电容。
(4)启动频繁易产生很大的浪涌冲击电流，经常正反转的电动机易产生自励过电压，大容量电力电子设备易产生高次谐波，这些因素易损坏电容，所以不宜采用就地补偿装置。
5、加强无功管理的意义
我们应该深入了解加强无功管理的意义：
(1)可降低电费。低压进相电容器可补偿感应电力设备的负载，改善功率因数。要使功率因数达到要求数值，可根据负载选择安装相应大小的电容器。安装后如功率因数得到改善，电费将会降低。
(2)能节省设备费用。低压进相电容器的功率因数加大后，可减低电线中的电流量。使用强电流的电焊机或新机器时安装此电容器，便能抑制电流上升现象，因此可节省增设配电设备的成本。
(3)能提高生产量，保证质量。功率因数得到改善后，电压下降或电压变动的现象将会减少。低压进相电容器接上电动机后，因电压上升，转矩加大，故电压变动现象减少，电动机运转速度更加稳定，从而令使用电动机生产出的产品质量更均匀。
(4)可加大配电系统容量。使用低压进相电容器后提高了功率因数，减少了电线中的电容量，因此可减轻配电机械（变压器或开关等）的负荷。安装低压进相电容器后可使本有的配电机器不超负载，而且还能在配电系统中增设新负载。
6、结语
以后的工作中要高度重视低压无功补偿的作用，从设计、采购、安装、运行等环节严格把关，应用科学、规范的无功电容设备来解决电网无功容量不足的问题。同时，要严格运行管理，有效发挥低压电容补偿在电网中的作用，更好地保证电压质量，提高系统供电效率，降低线路无功损耗，使电力系统安全、高效运行。
