低壓電容器無功補償技術(shù)探討

周旭嵐

摘 要：低壓電容器的目的是緩解電網(wǎng)系統(tǒng)的運行壓力。通過改善功率因數(shù)實現(xiàn)負(fù)荷控制，進(jìn)而保障電網(wǎng)設(shè)備的運行性能。低壓電容器的核心是無功補償技術(shù)，可減少用電過程中的電能損失。因此，研究了低壓電容器，分析了無功補償技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：低壓電容器；無功補償技術(shù)；功率因數(shù)；電網(wǎng)系統(tǒng)

中圖分類號：TM714.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.151

無功補償技術(shù)是低壓電容器運行的關(guān)鍵，可輔助電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能降耗。低壓電容器在無功補償技術(shù)的作用下，可提高功率因數(shù)，不僅能控制有功消耗，還能優(yōu)化電能質(zhì)量，維持電網(wǎng)系統(tǒng)的平衡發(fā)展。低壓電容器無功補償技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中起著重要的作用，完善了電網(wǎng)運行環(huán)境，優(yōu)化了電網(wǎng)系統(tǒng)的供電質(zhì)量，體現(xiàn)了低壓電容器無功補償技術(shù)的效益和價值。

1 低壓電容器無功補償技術(shù)

低壓電容器無功補償技術(shù)解決了電網(wǎng)系統(tǒng)運行中的無功功率問題，提高了電網(wǎng)系統(tǒng)的運行水平。從無功補償方式和無功補償應(yīng)用兩個方面分析了低壓電容器中的無功補償技術(shù)。

1.1 無功補償方式

低壓電容無功補償?shù)姆绞娇梢苑譃?類：①就地補償。此類無功補償方式采用并聯(lián)的連接方式，低壓電容器并聯(lián)接入用電設(shè)備的線路中，以控制就近的運行電荷，提供功率補償，通過控制用電設(shè)備保障電能的優(yōu)質(zhì)性；②集中補償。集中補償與就地補償存在明顯的不同點，低壓電容器需要接在電網(wǎng)的母線系統(tǒng)內(nèi)，在電網(wǎng)供電的范圍內(nèi)完成無功補償，體現(xiàn)了集中式的補償特點，但無法提供大面積的無功補償。

1.2 無功補償應(yīng)用

低壓電容器無功補償技術(shù)的應(yīng)用補償了電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的功率因數(shù)，避免了低功率或無功率對電網(wǎng)系統(tǒng)的影響。無功補償應(yīng)用的基本公式為：

△S=P/cosφ1-P/cosφ2=P×（cosφ2-cosφ1）/（cosφ2×cosφ1）.

（1）

式（1）中：S為減少容量；P為有功功率；cosφ1為無功補償前的功率因數(shù)；cosφ2為無功補償后的功率因數(shù)。

通過公式（1）可計算出電網(wǎng)設(shè)備無功補償后的功率。根據(jù)計算結(jié)果可控制低壓電容器的無功補償，最大化地實現(xiàn)電網(wǎng)效益。

低壓電容器無功補償技術(shù)的作用可分為以下3方面：①減少電能的損耗，補償電能傳輸過程中的無功功率，最大化地輸出電能，促使低壓電容器無功補償技術(shù)滿足長距離運輸?shù)男枨?。②維持電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性。低壓電容器在無功補償?shù)淖饔孟拢苤鲃诱{(diào)節(jié)電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的電壓值，避免電壓波動的幅度過大。③提高運行功率。由于電端的功率不同，會導(dǎo)致電費中產(chǎn)生潛在的補償費用，低壓電容器無功補償能規(guī)范電網(wǎng)的運行方式，防止功率大幅度變化，維持穩(wěn)定的運行功率。

2 低壓電容器無功補償技術(shù)的要求

低壓電容器無功補償技術(shù)的要求有以下4點：①維持低壓電容器中的等量關(guān)系，嚴(yán)格控制低壓電容器的無功補償應(yīng)用，促使其符合電網(wǎng)功率控制的需求；②控制低壓電容器的額定狀態(tài)，保障電容器的參數(shù)變化能維持在額定范圍內(nèi)；③優(yōu)化低壓電容器的性能，從而滿足無功補償技術(shù)的運行需要；④規(guī)范電荷合閘，防止電容器運行中存有殘余的電荷，提高合閘效率，從而保障無功補償技術(shù)的規(guī)范性和無功補償?shù)膶嵺`性。

3 低壓電容器無功補償技術(shù)的控制

在低壓電容器無功補償技術(shù)的應(yīng)用中，需要注意幾點內(nèi)容的控制，促使低壓電容無功補償技術(shù)符合基本要求，優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)的運行環(huán)境。

3.1 規(guī)避諧波危害

在低壓電容無功補償技術(shù)的應(yīng)用中，提高了諧波危害的概率，進(jìn)而引發(fā)諧振現(xiàn)象，逐步放大電網(wǎng)線路中的諧波，最終破壞電網(wǎng)系統(tǒng)的完整性。在低壓電容器無功補償?shù)倪^程中，應(yīng)注重諧波危害的規(guī)避，可在線路中加裝電抗器，輔助低壓電容器的運行，并將電抗器串聯(lián)接入線路內(nèi)，即可控制諧波現(xiàn)象。電抗器應(yīng)占有4.5%的比例，如果低壓電容器無功補償中的諧波不強烈，比例可控制在0.5%，從而完善低壓電容器無功補償在電網(wǎng)中的應(yīng)用。

3.2 控制涌流

涌流隨著低壓電容器無功補償技術(shù)的應(yīng)用而出現(xiàn)，電容器涌流的計算方式為：

Is=In× . （2）

式（2）中：Is為投入涌流；In為額定電流；S為短路功率；Q為電容器容量。

結(jié)合公式（2）計算，涌流控制的方法為：接入電抗器；電容器接入時實行接觸性控制；控制投切容量。由于涌流對低壓電容器的影響較大，所以，在無功補償技術(shù)應(yīng)用中，應(yīng)強化涌流控制的措施，消除電容器中的涌流影響，進(jìn)而提高低壓電容器無功補償技術(shù)的應(yīng)用效率。

3.3 預(yù)防勵磁電流

在低壓電容器無功補償?shù)倪^程中，電容器易在慣性的狀態(tài)下保持運行狀態(tài)，進(jìn)而引發(fā)勵磁電流。如果電容量較大，則勵磁電流的控制難度會增加，導(dǎo)致低壓電容器無功補償達(dá)不到電網(wǎng)的需求，進(jìn)而造成電容器處于空載狀態(tài)。此時，在勵磁電流的干擾下，空載容量會大幅度提升，不利于電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行。因此，預(yù)防低壓電容器無功補償中的勵磁電流時，應(yīng)控制補償容量不超過電動機的容量，具體應(yīng)以空載容量為主。一般補償容量為電動機的1/10，可根據(jù)如下公式確定具體容量：

Qc=0.9×3UI0. （3）

式（3）中：Qc為電容器容量；U為電壓；I0為空載電流。

3.4 優(yōu)化投切方式

對于低壓電容器在電網(wǎng)中的無功補償，需要優(yōu)化投切方式，提高無功補償技術(shù)的應(yīng)用效率。低壓電容器的投切可分為手動和自動兩類，根據(jù)無功補償技術(shù)的需求設(shè)計準(zhǔn)確的投切方式，有利于完善無功補償裝置，保障低壓電容器投切的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語

在電網(wǎng)系統(tǒng)中，應(yīng)加強對低壓電容器無功補償?shù)膽?yīng)用，積極改善電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的功率因數(shù)，落實無功補償技術(shù)的應(yīng)用，減少電網(wǎng)運行中的無功功率，提高電網(wǎng)系統(tǒng)的供電質(zhì)量，以規(guī)范電網(wǎng)系統(tǒng)的運行，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。低壓電容器無功補償技術(shù)在保障電網(wǎng)供電效率的基礎(chǔ)上，強調(diào)了電能供應(yīng)中的節(jié)能降耗，合理實行了無功補償，改善了電網(wǎng)供電質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]張濱濱.低壓電容器無功就地補償技術(shù)的應(yīng)用及效果[J].水泥工程，1999（01）：36-38.

[2]唐立春.動態(tài)無功補償技術(shù)探討[J].農(nóng)村電氣化，2007（04）：44-45.

[3]盧曉昭.諧波抑制與電容器低壓無功補償技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011（26）：14-15.

〔編輯：張思楠〕