淺談無功功率的補償和電容器的安全運行

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提高電力系統的功率因數不僅是供電部門一項主要經濟指標，同時也是眾多電力用戶管理中的一項節能的技術措施。本文簡要介紹電容器并聯補償器無功功率的方法及其安全運行常識。

一、提高功率因數的意義

電動機和變壓器在運行中建立交變磁場所消耗的功率叫做感性無功功率。無功功率不是無用的功率，與有功功率一樣，無功功率也是由電源供給的。

電力系統中用電設備吸收的無功功率太多時，將會會使功率因數嚴重偏低，功率因數偏低的影響如下：

1.降低發電機的有功功率輸出，使電源設備的使用功率下降，使系統內變電和輸電設備的供給能力降低，即減少輸出功率。

2.使電力線路的電壓損失加大，造成電能質量下降。

3.使供電系統損耗加大，造成了電源的損失。

二、提高功率因數的方法

提高功率因數的方法的方法很多，其中，最常用的方法是在供用電線路中加裝并聯的電力電容器，以補償感性負載消耗的無功功率，這種方法的實質是利用電容器產生的無功電流抵消感性負載上落后電壓相量的無功電流。

并聯電容器補償功率因數有以下三種方式：

1.個別補償。將電容直接接到用電設備處。采用這種補償方式的電容器及電動機通常共用一套控制設備，與電動機同時投入、同時退出。這種方式可使無功功率得到徹底補償，不但可使高壓線路上的電流減小，而且低壓干線和分支線上的電流也同時減小，電壓將和線路損耗相應降低。其缺點是投資較高。此外，因電容器和電動機同時投入和同時退出，造成電容器利用率不高。

2.分組補償。將電容器分組安裝在各配電屏和車間內。這類補償利用率較高，電容器可隨負荷變更而投入或退出，使高壓線路和變壓器上的無功功率得到補償。其缺點是不能減少分支線上的電流，且安裝較為復雜。

3.集中補償。將電容器安裝于變配電所高低壓母線上。目前鐵路變、配電所均采用這種方式。其優點是安裝維護簡便，運行可靠，利用率高。近年來，由于一些企業采用了功率因數自動補償裝置，使這一補償方式進一步得到完善。集中補償的缺點是被補償的變配電所低壓系統不能得到補償。

單臺電動機補償時，應按電動機空載時的功率因數補償來考慮。這是因為空載時電動機的無功負荷最小，補償后電動機滿載，功率因數仍為滯后。如果按電動機滿載時考慮補償，補償后空載或輕載運轉時就會變成過補償。

集中補償的補償電容量QC按下式計算：

QC=P（tg￠1-tg￠2）

式中QC---需要補償的電容器容量，kvar

P---負荷的有功功率，KW

tg￠1-tg￠2---補償前和補償后的功率因數角的正切值。

三、電容補償的接線方式

電力系統的補償電容器有兩種聯結方式，一是將電容器串聯在線路上進行串聯補償，另一種是將電容器并聯在線路上進行并聯補償。串聯補償可以改善電壓質量，提高電力系統穩定性和增加輸送能力。并聯補償可以給系統補充無功功率，提高電網功率因數，提高供電能力。

并聯補償器電容器有兩種接線方式，即：

1.星形接線。當電容器額定電壓等于線路額定相電壓時，可采用星形接線。

2.三角形接線。當電容器額定電壓等于線路額定線電壓時，可采用三角形接線。

不管哪種接線，每臺電容器所承受的電壓，必須與電容器額定電壓相等，使電容器能夠安全運行，并使容量得到充分利用。

四、電容器安裝與運行注意事項

1.集中補償的高壓電容器，應設專門的電容器室，室內應有良好的自然通風，電容器室夏天溫度不得超過40℃，否則應增設通風降溫裝置。

2.高壓電容器組容量在600kvar及以下時可用負荷開關操作；600kvar以上時用斷路器操作；低壓電容器可用低壓接觸器或低壓斷路器操作。

3.電容器安裝時，同一平面一般按兩排考慮，每一排不宜超過三層，最下邊一層底部距地面不應小于0.3M，上層電容器距地面不應大于2.5M，每層中各個電容器距一般不小于0.1M。

4.電容器應裝有專用的放電電阻回路。以保證電源斷開時泄放電容器上的殘存電荷；放電回路中不允許裝設熔斷器和開關。

5.每臺高壓電容器都必須有單獨的熔絲保護，當某一臺電容器有故障時，其熔絲熔斷，不致影響其它電容器；深絲可以1.5---2.5倍額定電流選擇。

6.電壓為10KV，容量為600kvar以上的電容器組可采用過電流保護裝置。

7.電容器上不允許安裝自動重合閘裝置。

8.電容器外殼接地應良好；運行中每月應對放電電阻及其回路進行一次檢查，確認是否良好。

9.處理電容器故障時，應先斷開斷路器及隔離開關；電容器放電電阻放電后，在進行人工放電，將殘存電荷放盡。人工放電時，先將接地一端固定好，再用接地棒多次接觸電容器放電，直至無火花為止。由于故障電容器可能有引線接觸不良或內部斷線和溶絲溶斷現象，殘存電荷可能未放盡，這時檢修人員應戴絕緣手套，用短線將電容器兩極短接后方能進行故障處理。

10.合閘投入電容器前，必須放電完畢，禁止電容器帶電荷時合閘。

11.保護裝置自動跳閘后，不得合閘強送電，要判明原因并經處理后再投入運行。

12.運行中電容器的電壓超過額定值的10%或電流超過額定值的30%時，應退出運行。

13.運行中電容器出現咕咕不正常的遺響時，說明內部有局部放電現象產生，應退出運行。

14.運行中電容器外殼臌脹出現凸肚，套管及油箱落油，接點嚴重過熱超過廠家規定的限值時，應退出運行。

總之，電容器是提高功率因數和改善電能質量所不可少的電氣設備，只要我們在安裝和運行中掌握以上要求，保證其有效的利用，對企業的挖潛提效工作是及其有效益的。