摘要：节能，就意味着增加效益。在现代化大工厂工业生产中，绝大多数用电设备属于电感类设备，如电动机、电力变压器等。感抗有阻碍电流变化的性质，它使电流的相位比电压的相位滞后90°，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率，称为无功功率。当系统无功功率不足时，就需要人为地进行补偿。本文就针对广泛应用于配电网之中的静止补偿电容进行简单的叙述。

　　关键词：功率因数无功补偿电容器巡检事故处理

　　中图分类号：TM714.3文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）08-0231-02

　　目前，广泛应用于工厂配电系统的电压等级大多为35kV，10kV和0.4kV，其中35kV和10kV一般称为中压配电系统，而0.4kV称为低压配电系统。无功补偿装置可以同时应用于中、低压配电系统。一般35kV电源只带变压器，而不带电动机等具体的能量转化设备（也有少数大功率或超大功率电动机使用35kV电压等级的，但数量极少），大量的用电设备广泛分布于10kV和0.4kV电压等级，具体的电压等级的选择要充分考虑设备容量对绝缘、电流大小等参数的综合分析，研究最经济的运行方式。综上所述，配电系统的无功补偿主要采用35kV、10kV和0.4kV母线补偿。

　　1无功补偿方法分析及其作用

　　公式：cosφ=P/S，其中，cosφ为功率因数，P为有功功率，S为视在功率。变换格式为：

　　其中Q为无功功率。由公式不难看出，要想提升功率因数cosφ，只要降低Q就可以了。所以，采用无功补偿装置，将设备在系统中吸收的无功功率改由电力电容器进行补偿，就达到了减少电源的无功功率，从而提高了系统的功率因数。

　　我们再以下面的方式分析：

　　电感设备的电压超前电流变化90°，而电容设备电压滞后电流90°，经过相互补偿，使得功率因数角变小。式中cosφ1为补偿前的功率因数，cosφ2为补偿前的功率因数。在实际应用中，用此公式可以计算出由某一功率因数达到另外一功率因数所需要的补偿的无功容量。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。

　　无功功率对供、用电产生一定的不良影响，而进行了无功补偿后的作用主要表现在：

　　（1）提升发电机有功功率的输出。（2）提高输、变电设备的供电能力。（3）减少线路电压损失和电能损耗的。（4）提高功率因数和设备电压，使电气设备容量得到充分发挥，另外，大多数电力管理部门都对用户的功率因数有极其严格的奖惩制度，当功率因数大于某值或小于某值时，电业局都会在电费的计量上给予相应的补偿和惩罚。

　　2电容器补偿装置的选择一般原则

　　电容器组补偿装置外形、型号、生产厂家、参数众多，那么，怎样选择好适用于自己装置或系统的电容器呢？一般地，我们依据以下原则进行遴选：

　　（1）首先是电压等级的选择。电容器的标称电压要满足所要接入系统的电压的要求。其额定电压一般是其工作电压的1.2至1.3倍，在电压不稳定的条件下使用时，应考虑额定电压的裕量满足要求。长期在电压过高的环境中往往会缩短电容器的使用寿命，绝缘的提早老化。（2）选择电容器的绝缘介质。对于系统中谐波较大的情况，应选用抗谐波能力较好的铝电解电容器，对于高频系统，应选用云母电容器、高频瓷介质电容器，对于电压较高的系统，应选择高压瓷介质电容器等耐高压的绝缘性能好的电容器，而对于要求不高的，采用绝缘纸介质电容器就可以了，主要参考其经济性。（3）电容器的容量选择。首先应考虑负荷性质，计算无功补偿的余量，按照余量来选择电容器组的容量，尽量选择实际容量与标称容量接近的电容器。（4）优先选择其各项实际参数与标定参数接近的电容器。（5）应根据负荷性质考虑电容器的投切方式。如某站35kV系统的无功需量比较稳定，且没有频繁启动的大型设备，那么就可以优先选择比较经济的手动投切电容器组，而在具有频繁启动设备的变电所内，应首先考虑电容器的性能，优先选择自动投退的电容器，虽然其价格往往高于同类型手动投切电容器。（6）选择电容器时，应兼顾考虑其使用的现场的环境条件，如较小的配电室内采用大型的露天设计的电容器组就是不现实的。还要考虑潮湿、干燥、粉尘、日照等自然因素对电容器的影响。

　　3电容器组的主要电气设备

　　电容器组除了自身并联电容器外，还需要以下电气设备与之配合完成补偿功能：

　　（1）真空开关：供主回路的电源的接通和分断，以及频繁启动和停止交流电器设备之用，并适宜与各种保护装置配合，对需要频繁投切的高压电容器组最为经济实用（自动补偿多采用接触器控制）。（2）无功综合控制器：用于对并联电容器组进行单独的控制或者综合控制，控制器采样电力系统电压和电流信号，计算电力系统的功率因数，依据功率因数及无功缺额自动投切电容器组，是整套电容器组的控制核心。（3）微机保护单元：电容器一般设有过流保护、欠压保护、过电压保护、缺相保护等等，现代化的电容器组都配备了微机保护系统，动作更可靠，操作更方便，可视化程度更强，有效满足各类继电保护功能，使其安全可靠运行。（4）避雷器：广泛使用在中压（35kV、10kV）系统中。目前大多采用无间隙金属氧化物避雷器，是保护电器免受过电压危害的必备安全装置。其主要元件氧化锌阀片具有优良的非线性伏安特性，与传统的阀片式避雷器相比，具有通流量大，无续流，保护性能好，使用寿命长等优点。（5）串联电抗器：电容器组必备的设备。电容补偿柜通常为纯电容结构，该类电容柜开关投切时不但会产生合闸时的涌流，而且将放大电网中的谐波，危机其它电气设备的安全运行。串联电抗器不但能抑制合闸时的瞬时涌流，而且可以抑制和吸收谐波电流，具有滤波的作用，大大提高了电网的安全运行。（6）放电线圈：电容器必备的设备。电容器在切除后，在其极板上仍然有较多的残余电荷，足以对人和各种表计造成损害。放电线圈或放电电阻并联在电容器上，当主回路切断时，放电设备就会将残余的正负电荷逐渐抵消，但此时仍然会有较少的电荷不能完全抵消。

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