关于电容器投切对无功补偿的影响包学菠.docx

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关于电容器投切对无功补偿的影响包学菠

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摘要：电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机。其无功补偿的原理是把具有容性功率负荷的装置和感性功率负荷并联在同一电容器上，能量在两种负荷间相互转换。因此，电容器作为电力系统的无功补偿势在必行。当前，利用投切并联电容器来调节无功补偿已经非常普遍。

关键词：电容器；投切；无功补偿

在电路中接入电容可以为设备提供无功功率，提高功率因数。由于我们的设备不可能是纯容性或纯感性的，且设备运行的状态也是不可预知的，如开、关机，或开机时不同工作状态所需要的无功功率都不相同。当补偿器提供的无功功率大于设备所需时，也会对电网造成极大影响。所以我们需要适时的调整无功功率的补偿来匹配设备所需的无功功率，即电容组投切方式。

1无功在供电系统中的影响

（1）接在电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的，我们最常见的变压器就是通过磁场才能改变电压并且将能量送出去，电动机才能转动并带动机械负荷。电容器在交流电网中接通时，在一个周期内的，上半周期的充电功率和下半周期的放电功率相等，不消耗能量，这种充放电功率叫做容性无功功率。

（2）无功功率增大，即供电系统的功率因数降低将会引起：

①增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗。若设备的功率因数降低，在保证输送同样的有功功率时，无功功率就要增加，这样势必就要在输电线路中传输更大的电流，使得此输电线路上有功功率损耗和电能损耗增大。

②系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电气元件，如变压器、电气设备、导线等容量增大，从而使用户的起动控制设备、测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。

③功率因数过低还将使线路的电压损耗增大，结果负荷端的电压就要下降，甚至会低于允许偏移值，从而严重影响异步电动机及其它用电设备的正常运行。特别在用电高峰季节，功率因数太低会出现大面积地区的电压偏低，将给用户的生产造成很大的损失。

④使电力系统内的电气设备容量不能充分利用，因为发电机或变压器都有一定的额定电压、额定电流和额定容量，在正常情况下，这些参数是不容许超过的，若功率因数降低，则有功出力也将随之降低，使设备容量不能得到充分利用。

2减少无功，提高功率因数的方法

2.1提高自然功率因数

自然功率因数是指未装设任何补偿装臵的实际功率因数。提高自然功率因数，采用科学措施减少用电设备的无功功率的需要量，使供配电系统总功率因数提高。

①合理选择用电设备的规格、型号；

②防止用电设备轻载运行；

③保证用电设备的维修质量；

④合理选择变压器的型号、容量。

2.2人工补偿提高功率因数

并联电容器、并联电抗器、串联电容器、串联电抗器、同步补偿器、TCR、TSC、SR等，目前，在一般变电站中，提高自然功率因数，减少无功，可能性不大，是因为变电站建站初期，设备的选型、设计决定了自然功率因数的提高。而人工补偿提高功率因数，在不增加投资的情况下，并联电容器是应用最直接、最明显的无功补偿技术方式，也是变电站现有条件下，能够做到的。

3并联电容器补偿

并联电容器是目前国内外应用最为广泛的无功功率补偿装置，其优点是：投资省，运行经济，结构简单，维护方便，容量可以任意选择，适应性强。

3.1并联电容器提高功率因数的原理

在电力系统中感应电动机约占全部负荷的50%以上，在电力系统的用户中还存在着大量无功源如轧钢机、电弧炉、电气化铁道等，因此总电流I将滞后电压一个角度，如果将并联电容器与负载并联，则电容器的电流IC将抵消掉一部分电感电流IL使总电流减小，功率因数提高，这就是并联补偿的原理。

并联电容器补偿无功不仅减小了网络的有功损耗，还提高了电网的传送能力和负荷侧的功率因数。在负荷侧安装并联电容器，不仅能改变网络中的无功分布，提高负荷侧的功率因数，还可以达到调压的目的。

3.2补偿容量和电容器台数的确定

Qcc=P（tgφ1-tgφ2）

式中，Qcc为补偿容量；P为平均有功负荷，P=αPc或Wα/t，Pc为负荷计算得到的有功计算负荷，α为有功负荷系数，Wα为时间t内消耗的电能；tgφ1为补偿前平均功率因数角的正切值；tgφ2为补偿后平均功率因数角的正切值。

3.3并联电容器组的接线

并联电容器的接线一般可分为△形和Y形。△形不受三相电容器容抗不平衡的影响，可补偿不平衡负荷。但当电容器等发生短路事故时，短路电流大，可选用的继电保护方式少。采用Y形接线时，不仅设备故障时短路电流较小，继电保护构成也方便，而且设备布置清晰，但对3n次谐波没有通路，故广泛用于6kV及以上并联电容器组。

4电容器补偿的投切方式

4.1变电站常规开关投切

电容器采用开关投切的无功补偿，不能根据无功需求的变化进行自动补偿，导致低谷时段电压偏高电容器无法投入运行，造成较大线损。

4.2补偿装臵动态投切

实现对电力系统电压和