李茫茫
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：文章作者結(jié)合自身實踐經(jīng)驗，對電力電容器的無功補償原理、優(yōu)缺點以及常用的補償方式進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并且又對電力電容器的安全應(yīng)用予以深入分析。希望通過本文的論述，可為讀者提供更多有價值的參考與借鑒。
關(guān)鍵詞：電力電容器；無功補償；安全應(yīng)用；探究
1前言
近年來，我國的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅猛，從而也增加了用電負(fù)荷，這必然會對電力系統(tǒng)的應(yīng)用提出較高要求。但是，因當(dāng)前大部分用電設(shè)備都為電感性負(fù)荷，所以，其自然功率偏小，這樣直接對輸出功率傳送產(chǎn)生影響；而如果降低有功功率輸出，又會對輸電和用電能力產(chǎn)生影響；若要降低有功功率容量，那么電力系統(tǒng)的總能耗等問題出現(xiàn)。所以，要求在和電網(wǎng)相連的電力設(shè)備，既要有一定的有功功率，又要有一定無功功率。其中，無功功率指的是在電場和磁場之間進(jìn)行交換，同時在用電設(shè)備當(dāng)中維持磁場的一種電功率。例如：在電機以及變壓器內(nèi)部的磁場都是憑借無功電流予以維持的。另外，在輸電線當(dāng)中的，電感同樣也會消耗無功功率。這樣一來，為減少輸電線中的電能損耗，不斷提升輸電質(zhì)量與容量，我們需要一定的無功功率作為補償。
2關(guān)于對電力電容器補償基本原理的分析
如果從原理上對電力電容器進(jìn)行分析，它等同于產(chǎn)生容性無功電流的一個發(fā)電機。所以，電力電容器的無功補償原理指的是將具備容性功率負(fù)荷裝置以及感性功能負(fù)荷裝置和同一個電容器進(jìn)行連接，這種能量便會在上述不同負(fù)荷之間予以轉(zhuǎn)換。這樣一來，可降低電力系統(tǒng)中的變壓器以及輸電線中的負(fù)荷，同時有功能力。所以，電力電容器是電力系統(tǒng)進(jìn)行無功補償?shù)囊粋€必然趨勢。現(xiàn)階段，將電力電容器作為無功補償裝置應(yīng)用在電力系統(tǒng)當(dāng)中是常見的。
3電力電容器補償?shù)膬?yōu)缺點分析
3.1優(yōu)點
一般情況下，安裝電力電容器無功補償裝置相對十分的簡單，且有功損耗非常小，施工周期短，同時投入的資金少；后期便于維護(hù)和管理；一旦內(nèi)部某個電力電容器構(gòu)件損壞，并不會對電容器組運行產(chǎn)生任何的影響。
3.2缺點
任何事物都有兩面性，即有優(yōu)點的同時也會存在著缺點，例如：只可實現(xiàn)有級調(diào)節(jié)，而不具有平滑調(diào)節(jié)的功能；另外，通風(fēng)不暢通，如果電力電容器在運行過程中，其溫度超過70攝氏度時，有可能會出現(xiàn)膨脹爆炸；電力電容器裝置的電壓特性不夠完善，尤其是對短路故障的穩(wěn)定性非常差，在和電源切斷之后，還會存在著一些殘余電荷；除此之外，電力電容器進(jìn)行無功補償?shù)木纫鸵恍?，這樣一來，有可能會對補償效果產(chǎn)生巨大的影響。
4電力電容器無功補償?shù)闹饕绞?/span>
4.1高壓分散補償方式
此種方式指的是在將其安裝到變壓器高壓一側(cè)，從根本上改善發(fā)電機電壓質(zhì)量的一種電力電容器補償裝置。通常都是把它應(yīng)用在高壓配電網(wǎng)當(dāng)中。
4.2高壓集中補償方式
此種補償方式指的是把電力電容器安裝到變電站或者是6——10kv的高壓母線上的一種無功補償方式；如果負(fù)荷相對集中、和配電母線距離相對較近、同時補償容量非常大的場所當(dāng)中，要把電力電容器安裝到用戶配電箱的低壓母線上，能夠降低整個電力系統(tǒng)中的無功消耗，同時還會發(fā)揮出一定的補償功能。另外，采用此種補償方式的優(yōu)勢就在于具有自動投切功能，因此，可提升用電效率。再加上，投資成本偏低，方便進(jìn)行維護(hù)。缺點則是此種補償方式的經(jīng)濟(jì)效益偏低。
4.3低壓分散補償方式
此種補償方式指的是結(jié)合某些特殊的用電設(shè)備對無功量的需求，從而把電力電容器分散式的安裝到周圍用電設(shè)備中，這樣一來，用于補償高低壓線路以及變壓器的無功功率需求。此種方式的優(yōu)勢就在于：當(dāng)設(shè)備處在運行狀態(tài)時，便會投入無功補償；而當(dāng)設(shè)備停止運行后，補償裝置也便停止運行，這樣一來，能夠大大減少配電網(wǎng)以及變壓器當(dāng)中有功損耗。但是，其缺點為電能的利用率非常低，且投入的資金偏多，再加上，難以和點動、反接制動電機相適應(yīng)。
4.4低壓集中補償方式
此種補償方式指的是把低壓電容器借助和低壓開關(guān)與變壓器低壓母線相連接，而控制保護(hù)裝置則是由無功補償投切裝置來充當(dāng)，按照低壓母線中的無功負(fù)荷量實現(xiàn)電力電容器自動投切。事實上，電力電容器投切動作都是整租完成的，不能實現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)。而對于此種補償方式的主要優(yōu)勢在于：連接十分簡單，且后期維護(hù)量偏小，輸電線路損耗較少，因此，成為當(dāng)前無功補償常使用的一種手段。
5電力電容器安全應(yīng)用的分析
5.1對允許運行電壓和電流的要求
當(dāng)電力電容器處在正常運行狀態(tài)時，電力電容器保持在額定電流下運行，大電流不能大于額定電流的1.3倍，同時三相電流差不允許超過5%。
5.2諧波問題
事實上，電力電容器對電壓較敏感的，由于電力電容器損耗和電壓平方之間呈正比例關(guān)系，這樣過大的電壓會導(dǎo)致電容器發(fā)熱，從而加速電力電容器絕緣部門出現(xiàn)老化，嚴(yán)重縮短使用周期，情況嚴(yán)重的還會發(fā)生電機穿。所以，使電力電容器保持在額定電壓下運轉(zhuǎn)。通常不能超出額定電壓的1.05倍，且電壓不能大于額定電壓的1.1倍。如果超過此值，需要采用一些有效的降溫對策。
5.3合閘問題
當(dāng)關(guān)閉電力電容器組時，不能帶電進(jìn)行操作。這是由于電力電容器放電需要耗費一些時間。如果電力電容器開關(guān)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，如果立即進(jìn)行重合閘，那么電力電容器放電不夠及時，這樣就會在電力電容器當(dāng)中存留一部分與重合閘相反的電荷，此時瞬間出現(xiàn)的沖擊電流值會非常大，使得電力電容器的外殼向外擴(kuò)張，發(fā)生爆炸。因此，當(dāng)在對電力電容器進(jìn)行合閘操作時，首先要將斷路器斷開約3分鐘。
5.4允許運行溫度的要求
當(dāng)電力電容器處在正常運行狀態(tài)時，周圍環(huán)境溫度在-25——40攝氏度范圍；而內(nèi)部各種介質(zhì)溫度在65——70攝氏度之間，不然會發(fā)生熱擊穿。另外，電力電容器外殼溫度不能大于55攝氏度，所以，電力電容器的使用保持良好的通風(fēng)，保證溫度不能超過允許值范圍。
5.5爆炸問題
在電力電容器運行階段，常常會使內(nèi)部的元件發(fā)生擊穿，損壞絕緣外殼、漏油等現(xiàn)象出現(xiàn)，這些都有可能造成電力電容器發(fā)生爆炸。然而，為避免此類事故的發(fā)生，通常每組電力電容器額定電流量值的1.5——2倍計算，安裝相應(yīng)的熔斷器。當(dāng)電力電容器被擊穿時，那么熔斷器開始融化，從而立即和電源斷開，以防電力電容器產(chǎn)生較大的熱；另外，相關(guān)人員還要隨時檢測電力電容器的溫度變化，一旦出現(xiàn)異常情況，要及時采取有效的對策進(jìn)行處理，避免發(fā)生爆炸事故。
6安科瑞AZC/AZCL智能集成式電容器介紹
6.1產(chǎn)品概述
AZC/AZCL系列智能電容器是應(yīng)用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節(jié)省能源、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量的新一代無功補償設(shè)備。它由智能測控單元，晶閘管復(fù)合開關(guān)電路，線路保護(hù)單元，兩臺共補或一臺分補低壓電力電容器構(gòu)成。可替代常規(guī)由熔絲、復(fù)合開關(guān)或機械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導(dǎo)線連接而組成的自動無功補償裝置。具有體積更小，功耗更低，維護(hù)方便，使用壽命長，可靠性高的特點，適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)對無功補償?shù)母咭蟆?/div>
AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數(shù)、頻率、電容器路數(shù)及投切狀態(tài)、有功功率、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內(nèi)部晶閘管復(fù)合開關(guān)電路，自動尋找投入（切除）點，實現(xiàn)過零投切，具有過壓保護(hù)、缺相保護(hù)、過諧保護(hù)、過溫保護(hù)等保護(hù)功能。
6.2產(chǎn)品選型
AZC系列智能電容器選型：
AZCL系列智能電容器選型：
6.3產(chǎn)品實物展示
AZC系列智能電容模塊 AZCL系列智能電容模塊
安科瑞無功補償裝置智能電容方案
7結(jié)束語
總體來說，應(yīng)用電力電容器無功補償技術(shù)能夠不斷提升電網(wǎng)的供電能力、減少電網(wǎng)電能損耗。另外，由于此種技術(shù)安裝十分方便，且投資非常少，便于維護(hù)等優(yōu)勢應(yīng)用十分的廣泛。在為用戶提供高質(zhì)量的電能同時又會為企業(yè)贏得更大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。
參考文獻(xiàn)
[1]黎浩.淺談電力電容器無功補償及其安全應(yīng)用[J].科學(xué)之友,2009(30).
[2]周宗金.談電力電容器無功補償及其安全應(yīng)用.
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版．
