工廠配電系統中電容器過補償問題的分析研究

時沖

摘要：在工廠配電系統中，電容器是其中的一個重要組成部分。電容器的安全穩定運行會直接影響到整個工廠配電系統的安全和穩定。若是電容器出現異常問題會直接對配電系統的生產效率帶來影響，然而在實際過程中，經常會出現電容器過補償問題。長期處于過補償狀態時，會導致力調電費增加、電壓降低、線損增加，產生較大的危害。對此，我們需要對于工廠配電系統中電容器過補償問題進行具體的分析并探究解決措施。

關鍵詞：工廠配電系統;電容器;過補償問題;解決措施

為了能夠有效提高功率因素，在工廠配電系統中可以安裝補償電容，以此來降低能源損耗。電容器過補償問題出現會導致有功損耗增加，諧振現象出現，對工廠配電系統的穩定性產生影響。對此，為了能夠有效降低電容器過補償所帶來的危害，就需要對這些問題進行明確并針對性地采取科學、合理的措施來解決這些問題，以此來提高工廠配電系統的運行效果，確保經濟效益的實現。

一、無功補償概述

工廠配電系統交流電路中會存在電源供給負載率，其中包括有功和無功功率。有功功率主要是指在用電設備正常運行過程中所產生的電功率，它可以將電能轉化為熱能、光能、機械能等電功率;而無功功率主要是電路內磁場、電場的交換作用，主要是幫助電氣設備維持磁場，它對外能夠轉變成其他形式能量[1]。若是電氣設備存在電磁線圈就需要建立磁場，這一過程就很有可能產生無功功率。

二、無功補償技術的意義和特點

（一）電容器無功補償

當前隨著用電設備電力負荷的不斷增加，所以對電網系統提出了更高的要求，需要不斷增強電網系統的利用率。由于在系統運用過程中，無功電流占用了較多的電力傳輸容量，會增加電力傳輸損耗，所以需要不斷縮短無功的產生、減小無功用戶之間距離，這樣可以增加有功功率的產生，提高電力質量，減少能量消耗。當前連接到電網中的電器需要同時擁有無功和有功兩種功率。變壓器和電機中的磁場需要依靠無功電流來維持，輸電線也需要消耗無功電流來產生電感[2]。此外，熒光燈、電抗器等電路也需要使用到無功功率。為了有效減少電力損耗，增強電力輸送的質量和容量就需要對無功功率進行補償。通常情況下，用電設備需要從電源中獲取有功和無功功率，若是電網中無功功率較少，不能夠滿足用電設備的需求，那么用電設備就沒有足夠的無功功率來維持電磁場。這些設備就不能在正常情況下開展工作，端電壓會下降，影響到用電設備的正常運行。

（二）無功補償技術的意義

當前所產生的無功補償技術主要是對無功補償理論進行進一步的探究，它可以用于工廠配電系統運行過程中，大大提升電網功率因素，從而降低在電力輸送過程中，線路以及設備中電能的消耗，以此提高供電質量和效率。與此同時，也能夠穩定電網內環境。無功補償技術可以將容性功率負荷裝置以及感性功率負荷并聯起來。在這兩個負荷之間，電能能在電網中進行交換，以此來對無功功率進行補償，這樣可以更好地滿足當前電網運行過程[3]。此外，也可以將補償方法分為混合型補償、分組補償、集中補償等多種方式。無功補償技術能夠有效降低線路降壓，提高功率因素。這樣一來，可以有效減小系統線路電壓損失，改善末端電能質量。

三、電容器過補償問題

在工廠配電系統中所涉及到的電容器過補償裝置主要分為就地補償、分散補償、集中補償。補償方式不同所產生作用也不同，通過配合可以更好地提升工廠配電系統運行性能。但是，雖然當前行業已經不斷強化過補償問題的改善，但是仍然會存在這個問題。

（一）集中補償

在過補償裝置中所涉及到的集中補償主要是將工廠配電系統中所涉及到的無功補償全部集中起來，將這些無功補償集中在配電變壓器、變電站的匯流母線上，進行更為集中、統一的補償，這樣可以有效增強變壓器的供電能力，同時降低輸電線路、變壓器、母線上功率的損耗，進一步改善電壓質量，為后續維護工作的開展奠定基礎。針對這種類型，若是在集中補償過程中出現過補償問題，那么會帶來非常嚴重的影響。我們可以以某工廠配電系統為例，將2500kVA，10 kV的變壓器作為專用線路供電，并在一側設置計量結算點。在工程開展兩個月之后，可以發現第一象限無功電量為11092 kVarh，第四象限無功電量為39874 kVarh。若是電流在第一象限，那么電路會呈現感性負荷[4]。若是電路呈容性負荷，那么集中補償裝置中無功功率會增大，系統諧波增大，電壓會明顯高于系統電壓，這時會出現損壞用電設備、諧振等問題，降低功率因素。

（二）用電設備就地補償

在工廠配電系統運行的過程，在用電設備附近會利用就地補償電容器的方式對系統末端用電設備開展就地補償，從而補償所消耗的無功功率，這樣可以有效提高功率因素。但是，在實際補償過程中，若是利用小時數較低的設備，通常利用率比較低。且由于安裝特殊性，運行條件存在問題，不利于后期維護過程，容易產生過補償問題，影響到系統的穩定運行。在某電廠配電系統運行的過程中，若是利用雙管熒光燈照明設備，在未補償前功率因數為0.5[5]。若是在安裝補償電容器設備之后，可以有效提高原有的功率因素，且可以為其并聯電容。在安裝完成之后，需要進行調試。這時發現配電箱容易出現跳閘現象，主要原因在于電流超過電壓。這時設備中的線路容易處于容性負載狀態，這樣容易產生過補償問題，影響到系統運行的穩定性。

四、防范措施

為了能夠有效防止在工廠配電系統中出現電容器過補償問題，控制諧波的產生，提高功率因素，增強系統可靠和穩定性，就可以通過以下措施來防范。首先，需要利用自動投切控制的方式，根據工廠配電系統中電容器的運行情況合理控制、監督功率因素，從而可以有效調整其運行。或者利用投切補償裝置來提升功率因素，并將其控制在合理范圍之內，這樣可以有效避免在工廠配電系統中出現的電容器過補償問題，提高運行穩定。其次，需要綜合考慮變壓器，不能出現輕載或空載運行的情況，調整其負載功率至最佳范圍內。與此同時，需要采取相應控制手段，防止在后期運行中出現偏差，這樣可以有效降低過補償問題發生概率。此外，還可以從容性負載方面開展防范，有效減小電容器設置，增加電抗器設置，從而確保系統運行穩定。此外，還可以從感性負載角度出發，若是變壓器和電動機處于輕載或空載運行狀態時，需要安裝電容器補償裝置，提高電氣設備的功率因素，這樣可以降低能源消耗，確保維持系統穩定[6]。

結束語：

綜上所述，在當前工廠配電系統運行的過程中需要對電容器過補償問題進行分析，了解到無功補償的相關意義和特點。針對電容器過補償問題，制定針對性的防范措施，以此更好地維護系統運行的穩定和安全，提高工廠生產效率的同時增強企業經濟效益。

參考文獻：

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