低压无功功率电容器补偿改造应用

时间：2024-05-04

文/刘德昌

1 无功功率电容器的介绍

无功功率电容器也可称之为无功补偿电容器回路，它需要与其他电抗器串联，这样可以有效对合闸涌流进行限制，并且保护晶闸管，选择合适的电抗率有助于较好地抑制某次谐波。当电抗率达到百分之六的时候，其谐波抑制次数为五次；当电抗率达到百分之十二的时候，其谐波抑制次数为三次。电容器投切通常使用接触器或者晶闸管，使用晶闸管投切具有时效性功能，它还可以按照功率因数的变化情况在短时间内完成投切工作，从而达到无功功率的实时性补偿目的。

2 提升电容器功率因数的具体措施和方法

2.1 提高电容器的自然因数

（1）要选择一种合适的电动机容量，这样可以较好地有效地降低电动机的无功消耗，从而避免出现大马拉小车的现象；

（2）平均负荷量比额定容量小百分之四十左右的轻载型电动机可采取三角形的接线圈方法；

（3）为防止电机和电器设备在空载时运行，需要将其角度设置在0.2 到0.3 之间；最后，还应该进一步完善好配电的线路分布，尽量不出现线路的曲折和迂回。

2.2 电容器的人工补偿措施

配电变压器的低压侧安装与电容器的补偿方式并联，通过增加补偿电容器的方式可以有效地补偿和改造低压无功功率电容器。其中，具体开展电容器的人工补偿过程中，需要遵循下面几项原则：第一，电容器轻负荷的时候尽量避免施加过多的补偿，倒送无功会严重加大功率的损耗，这不仅会减短电容器的使用寿命还会影响其经济价值；第二，如果功率的因数逐渐增加，那么会造成每千乏的补偿容量减少，并且进一步降低损耗作用，这个时候需要把电容器的功率因数提升至0.95，这才是较为合理的补偿方式。

3 电容器中有关事故的现象、原因及应用

3.1 电容器未投，指示灯却亮

低压无功的电容器柜中母线带电、晶闸管还没有投入，但是柜子面板上的放电指示灯有亮，这不符合逻辑，通常来说，当电容器正式投入之后才会引起指示灯的发亮。而指示灯作用在于说明该电容器正式运行中，它也充当了电容器断电之后可以发电的电阻器。以上现象的出现终究是因为晶闸管的不同之处。这类晶闸管具有预先充电的能力，它可以在晶闸管正式投入之前就做好充电准备，当电源端的电充足时，就可以导通晶闸管的一相，从而为电容器充电，在实际投入到电容器的过程中，能够较好地预防合闸冲击电流。因为电容器需要通过预充电来保证运行，那么无论晶闸管是否投入也会出现指示灯发亮的现象。而要有效地解决这一问题，就应该修改之前指示灯的连接方式，并且更换一些不合格的指示灯。

3.2 电容器回路短路保护以及熔断器中熔芯的熔断

电容器回路短路保护一般会使用到熔断器，但是较少使用断路器，因为熔断器具有断路器不可比拟的优势，熔断器的价格比较便宜，而且无需占用太多的安装空间，具有自动的开端功能。通常情况下，电容器可以超过荷载量的一点三倍左右，并且允许在一点一倍的固定电压之下运行。这样的话，电容器中电流的通过量达到额定电流的一点四三倍。其中，电容器的熔丝电流会高于一点三倍的额定电流，要使晶闸管的投切更具有实时性和多次性，就应该进一步分析和考虑是否要增加熔丝的额定电流，当用户电网的谐波含量较大时，通过电容器的谐波量也较大，那么就要加大保护熔断器的熔丝电流。根据国家的相关规定，电容器的熔丝电流需要比电容器的额定电流更大，电容器的熔丝电流至少要高于电容器的额定电流一点五倍到两倍之间，这样才能保证熔断器中熔芯不被烧断掉。通过一些专家学者的实践经验来看，如果把熔断器熔丝电流控制在电容器额定电流的两倍上，这样就很难有效地保护电容器，所以电容器在一点三五倍到一点三七倍的额定电流下通过就很容易出现鼔肚损坏的现象。

3.3 电容器出现鼔肚或爆裂现象

如果电容器投入运行还未满半年就出现鼔肚现象则说明容器内部灌注的石蜡溢出来了，其中还有一个电容器爆裂了是系统谐波太多，电容量的总电流谐波发生畸变，其畸变率达到率百分之四十五以上，这个谐波量能够从电容器的投切控制器中的液晶屏中观察到。如果电容器只是一种普通的无功补偿电容器，而不是滤波电容器，那么它就可以大于额定电流的一点四三倍，并且大于百分之四十五。一般来说，电容器难以在一点三七的额定电流之下正常通行，如果出现这类情况就很容易出现电容器的发热鼔肚现象。使用无源补偿的方案来过滤谐波，这样还兼具着无功补偿的效果，就能够有效地缓解电容器鼓肚的情况。无源补偿方案具体表示为电容器使用滤波电容器，这类电容器的极板间夹杂着加厚的绝缘层，并进步增加绝缘强度，甚至有些要改造电容器里面的构造，这样就能有效地通过一点六倍到两点五倍的额定电流。在电容器回路中串联的电抗器可以采用铜芯无铁芯的电抗器，可以有效地降低发热量，这种方式需要回路电抗器和电容器的阻抗向配合，然后回路对某次谐波表现出低阻抗，然后促使次谐波顺利通行，这能够起到滤波的作用。我们把这种电容器装置叫作无源滤波补偿装置，它最核心的功能也是实现电容器的无功补偿。