电力电容器无功补偿技术与运行安全 杨 捶 济宁汶上县供电公司 山东汶上２７１５００ 【摘要】电压是衡量电能质量的重要技术指标。无功功率是维持电力系统正常运行最主要的一个因素。搞好电力系统的无功平衡，提高负荷的功 率因数，可以减少线路和变压器中的有功功率损耗和其他电能损耗，从而提高电能质量，降低电能损耗，并保证了电力系统的稳定运行和用户的供 电质量。 【关键词】无功补偿技术应用 中图分类号：ＴＭ５３文献标识码：Ａ文章编号：１００９－４０６７（２０１３）０３．２２３．Ｏｌ 一．电力电容器无功补偿的技术原理 无功功率补偿的基本原理是把具有容性功率负荷的装置与感性功率 ４．继电保护问题。继电保护主要由继电保护成套装置实现，继电保护 装置可以有效的切除故障电容器，是保证电力系统安全稳定运行的重要 负荷并联接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量； 而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间 互相交换。感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中 得到补偿。 二．电力电容器无功补偿的原则 （１）总体平衡与局部平衡相结合；（２）集中补偿与分散补偿相结合，以 分散补偿为主；（３）高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；（４】降 损与调压相结合，以降损为主，兼顾调压；（５】供电部门的无功补偿与用 户补偿相结合。 三．电力电容器无功补偿的方式 （１ 阳 捕 Ｈ尝。高压分散补偿实际就是在单台变压器高压侧安装的， 用以改善电源电压质量的无功补偿电容器。其主要用于城市高压配电中。 （２）高压集中补偿。高压集中补偿是指将电容器装于变电站或用户降 压变电站高压母线的补偿方式。其优点是易于实行自动投切，可合理地 提高用户的功率因素，利用率高，投资较少，便于维护，调节方便可避 免过补，改善电压质量。但这种补偿方式的补偿经济效益较差。 （３胝压集中补偿。在低压配电所内配置若干组电容器接在配电母线 上，补偿供电范围内的无功功率。低压补偿的优点：接线简单、运行维 护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网损，具有 较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。 （４广就地补偿。将补偿电容器安装于用电负荷附近，或直接并联与用 电设备上。就地补偿分为两种：一是分散就地补偿，电容器接在低压配 电装置或动力箱的母线上，对附近的用电设备进行无功补偿。二是单独 就地补偿，将电容器直接接在用电设备端子ｔ或保护设备末端，一般不需 要电容器用的操作保护设备。 四．电力电容器无功补偿的作用 １．提高变配电设备利用率，减少投资费用。对低功率因数的负荷进行 无功补偿，接人并联电容器，由于无功电流得到补偿，使得负荷电流减 少。对于新建项目可以减少投资费用，减少基本电费的支出，经济效益 明显。 ２．降低电网中的功率损耗。当负荷的功率因数从１降到一定的角度 时，电网中的功率损耗将增加。 ３．减少了线路的压降。由于功率因数的提高，线路传送电流小了，系 统的线路电压损失相应减小，有利于改善末端的电能质量。 ４．提高功率因数及相应地减少电费。根据国家水利电力部国家物价局 １９８３年颁布的《功率因数调整电费办法》规定三种功率因数标准值，相 应地减少电费。 五．电力电容器无功补偿的安全运行 １．允许运行电流。正常运行时，电容器应在额定电流下运行，最大运 行电流不得超过额定电流的１．３倍，三相电流差不超过５％。 ２．允许运行电压。电容器对电压十分敏感，过电压会使电容器发热严 重，电容器绝缘会加速老化，寿命缩短，甚至电击穿。因此，电容器装 置应在额定电压下运行，一般不宜超过额定电压的１．ｏ５倍，最高运行电 压不宜超过额定电压的１．１倍。当母线超过１．１倍额定电压时，须采取 降温措施。 ３．谐波问题。由于电容器回路是一个Ｌｃ电路，对于某些谐波容易产 生谐振，易造成高次谐波，使电流增加和电压升高。谐波的这种电流对 电容器非常有害，极容易使电容器击穿引起相问短路。因此，当电容器 在正常工作时，在必要时可在电容器上串联适当的感抗值的电抗器，以 限制谐波电流。 手段。主要的电容器继电保护措施有：①三段式过流保护；②为防止系 统稳态过压造成电容器损坏而设置的过电压保护；③为避免系统电源短 暂停投引起电容器瞬时重合造成的过电压损坏而设置的低电压保护；④ 反映电容器组中电容器的内部击穿故障而配置的不平衡电压保护、不平 衡电流保护或三相差电压保护。 ５．合闸问题。电容器组禁止带电重合闸。主要是电容器放电需要一定 时间，当电容器组的开关跳闸后，如果马上重合闸，电容器是来不及放 电的，在电容器中就可能残存着与重合闸电压极性相反的电荷，这将使 合闸瞬间产生很大的冲击电流，从而造成电容器外壳膨胀、喷油甚至爆 炸。所以，电容器组再次合闸时，必须在断路器断开３分钟之后才可进 行。因此，电容器不允许装设自动重合闸装置。 ６．允许运行温度。电容器正常工作时，其周围额定环境温度一般为 ４ｏ℃—－２５￣Ｃ；其内部介质的温度应低于６５￣Ｃ，最高不得超过７０￣Ｃ。否 则会引起热击穿，或是引起鼓肚现象。电容器夕Ｉ－壳的温度是在介质温度 与环境温度之间，不应超过５５￣Ｃ。因此，应保持电容器室内通风良好， 确保其运行温度不超过允许值。 ７．运行中的放电声问题。电容器在运行时，一般是没有声音的，但在 某些情况下，其在运行时也会存在放电声的问题。针对不同的问题提出 不同的解决方案：①将电容器停运并放电后把外套管卸出，擦干重新装 好；②添加同种规格的电容器油；③如放电声不止，应拆开修理；④将 电容器停运并放电后进行处理，使其芯子和外壳接触好。 ８．爆炸问题。电容器在运行过程中，如出现电容器内部元件击穿、电 容器对外壳绝缘损坏、密封不良和漏油、带电荷合闸或是温度过高、通 风不良、运行电压过高、谐波分量过大、操作过电压等情况，都有可能 引起电容器损坏爆炸。为预防电容器爆炸事故，正常情况下，可根据每 组相电容器通过的电流量的大小，配以快速熔断器，加强对电容器组的 巡检，避免出现电容器漏油、鼓肚现象，以防爆炸。 六．总结 采用无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的节能措 施。并联补偿电容器原理简单、使用方便、运行经济，还可以分组投切 保证电压合格率和合理的功率因数。电力电容器具有无功补偿原理简单、 安装方便、投资小，有功损耗小，运行维护简便、安全可靠等优点。随 着电力负荷的增加，要想提高电网系统的利用率，必须通过采用补偿电 容器进行合理的补偿，就能够提高供电质量并取得明显的经济效益的。 参考文献 ［１】陈光，试论电力电容器无功补偿的安全应用［Ｊ】．大陆桥视野 ２０１１（１６）． ［２】黎浩，浅谈电力电容器无功补偿及其安全应用［Ｊ】．科学之友： 下旬２００９（１０）． ［３】龙梅，电容器无功补偿的技术与经济性［Ｊ】．２１世纪：理论实践 探． ［４］邓强，浅谈低压电容器无功补偿的技术与经济性【Ｊ】．企业技术 开发． ［５】王青，电力电容无功补偿技木的应用【Ｊ］管理观察．２００９（２５）． ［６】阮湘梅，基于电力系统电容器无功补偿与电压调整问题的探讨 ［Ｊ】湖南水利水电２００７（３）． 作者简介 杨辉（１９８３一）男，山东汶上人，毕业于山东大学，电气工程及自动 化学士学位，现就职于山东省济宁汶上县供电公司，工程师，主要发展 方向配网规划设计等。 ２０１３・０３ 中国电子商务．．２２３