低壓無功補償技術應用與實踐

高加軍

摘要：應用低壓無功補償技術的裝置是低壓電容無功補償柜，它在為企業節約能源、發供電設備效率得以提高的同時，也存在潛在的用電安全隱患，實際使用中爆炸、火災安全風險日益突顯。本篇文章重點就無功補償裝置在結構、元件作用、工作原理、技術應用與節能和運維等內容進行介紹，期以助您-善用其效，盡享其能！

關鍵詞：功率因素;無功補償;安全風險

1.無功補償裝置結構組成

1.1基本結構型

由柜體、母排、熔斷器、隔離開關熔斷器組、電容接觸器、熱繼電器、避雷器、電容器、電抗器、一、二次導線、端子排、功率因數自動補償控制裝置、盤面儀表等組成。

1.2新結構型

由柜體、母排、熔斷器、隔離開關熔斷器組、復合開關（或選相開關）、避雷器、電容器、電抗器、一、二次導線、端子排、功率因數自動補償控制裝置、盤面儀表等組成。

1.2主要元件作用

刀熔開關具負荷開關和熔斷器短路保護功能;電流互感器提供取樣電流;避雷器提供自然過電壓保護;熔斷器起短路過流保護;接觸器是電容器組投切開關;熱繼電器起短路過流保護;復合開關（或選相開關）起過零判斷，電壓過零時投入電容器組，電流過零時切除電容器組，避免產生浪涌電流;電抗器為限涌流、調諧濾波;電容器提供無功電流;控制器為采集一次側電流、電壓信號，捕捉無功功率和功率因素數據并加以精準控制。

2.無功補償裝置工作原理

在電力供電回路中的用電設備要工作，除了需要有功的能量，還需要提供無功的能量，如下圖。

輸電網絡中存在無功電能的循環會導致以下危害：變壓器過載、供電電纜溫度高、電能流失大、電壓降增大、能源消耗和成本增高、有功功率分配減少和無功能源由電力供應商提供將收取費用。

基于此，在負荷層面產生無功能源來避免不必要的網絡電流循環，提高發供電設備有功電能供應能力和效率、減少輸送線路損耗、增加有功功率分配、減小輸電電纜截面降低投資成本。如下圖。

把具有容性負荷（電容器）的裝置與感性負荷（如異步電動機繞組）并聯接在同一電路中，當電容器釋放能量時，電動機繞組吸收能量;而電動機繞組釋放能量時，電容器卻在吸收能量，能量在兩種負荷之間互相交換。電動機繞組所吸收的無功功率可由電容器輸出的無功功率得到補償，這就是無功補償技術應用。

3.無功補償技術實際應用與節能

在用電企業低壓配電系統中，大部分負載為異步電動機。企業要根據實際使用負荷計算所需要的無功電能，通過配置電容器組力求做到不欠補和過補。實踐中要做到這點較難，但合理的選擇補償量、補償方式、補償類型和電容器、電抗器、控制器、投切開關等設備總歸能達到理想的功率因素控制和節能目標。電容器選擇要根據工作環境選擇耐受程度不同的電容器。包括工作環境：環境溫度、過電流、電壓擾動、投切運行次數、平均使用壽命、諧波環境等，性能上要確保容值穩定、防止局部放電、介質和電極有較好的化學穩定性，安全技術特性上要求采用自愈技術、壓敏斷路器技術 、干式技術。電抗器選擇必須配合電容器組工作，限涌流、調諧濾波，消除諧波對電容器和復合開關造成壽命影響。投切開關選擇應投切無涌流、運行無功耗，安全可靠?？刂破鬟x擇需滿足電容組數的投切，實時測量、顯示電網中的主要參數，可編程、自定義高級可編程輸入輸出、報警、事件存儲、投切閉鎖、過壓欠壓保護和參數設置整定等功能，抗干擾能力強、運算速度快、性能穩定、控制可靠。

4.低壓無功補償裝置運行、維保管理

功率因數是考核供用電企業經濟效益的重要指標。用電企業必須制定可行的用電安全管理制度，制定無功補償裝置運行檢查維護標準并嚴格執行，確保補償裝置安全穩定運行，電網功率因素穩定，降低企業生產成本和提高供用電設備效率。因為供電部門收費的都是有功功率，對于無功功率，只有一個強力調控措施，如果企業配電系統功率因數低，供電部門會罰款，相反，如果功率因素達到0.9甚至更高，供電部門會有相應的獎勵。

但凡事物都有它的雙面性，無功補償裝置在為企業提供不竭無功能源和節能增效的同時，也存在著重大電氣火災安全風險。因此，用電企業應結合所轄區域補償裝置制定相關檢查方法、標準和安全管理制度。通過檢查標準將一些故障苗頭扼殺在搖籃里，避免發生嚴重后果。基于無功補償裝置的雙面性，企業更應該將其潛在的安全隱患高度重視，在日常使用和維保中對故障現象認知判斷、分析產生原因進行總結，積累經驗，制定故障排查和處理應對措施。我相信企業定會善用其效，盡享其能！

參考文獻：

【1】GB/T ?12747《標稱電壓1000V及以下交流電力系統用自愈式并聯電容器》國家標準;

【2】《JB/T9663-2013低壓無功功率自動補償控制器》行業標準;