電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如異步電動(dòng)機(jī)、變壓器、線路等，大部分屬于感性負(fù)荷，在運(yùn)行過(guò)程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無(wú)功功率。在電網(wǎng)中安裝電容器、同步發(fā)電機(jī)等無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，可以提供感性負(fù)載所消耗的無(wú)功功率，減少了電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無(wú)功功率，由于減少了無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此可以降低線路和變壓器因輸送無(wú)功功率造成的電能損耗，這就是無(wú)功補(bǔ)償 。并聯(lián)電容器裝置是配電系統(tǒng)中常用的補(bǔ)償方式，我們一起就補(bǔ)償容量、補(bǔ)償方式、額定電壓探討一下。

一、補(bǔ)償容量

變電站的電容器安裝容量，應(yīng)根據(jù)本地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功規(guī)劃和國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)規(guī)定經(jīng)計(jì)算后確定，也可根據(jù)有關(guān)規(guī)定按變壓器容量進(jìn)行估算。若按主變壓器容量選擇時(shí)，建議按主變?nèi)萘康?0％～30％。

變電站中裝設(shè)的并聯(lián)電容器總?cè)萘看_定以后，通常將電容器分成若干組再進(jìn)行安裝，分組原則主要是根據(jù)電壓波動(dòng)、負(fù)荷變化、電網(wǎng)背景諧波含量，以及設(shè)備技術(shù)條件等因素來(lái)確定。電容器分組投切時(shí)電壓波動(dòng)不宜超過(guò)母線額定電壓的 2.5％，電壓波動(dòng)可按照下面公式進(jìn)行計(jì)算：

△U=U×Q/sd

式中：Q—母線上所有運(yùn)行的電容器組容量

Sd—母線三相短路容量

U—并聯(lián)電容器裝置投入前的母線電壓

△U—母線電壓升高值

當(dāng)分組電容器按各種容量組合運(yùn)行時(shí)，應(yīng)避開(kāi)諧振容量，不得發(fā)生諧波的嚴(yán)重放大和諧振，發(fā)生諧振的電容器容量，可按下式計(jì)算：

Q=Sd×（1/n2—K）

式中：Q—發(fā)生n次諧波諧振的電容器容量

Sd—并聯(lián)電容器裝置安裝處的母線短路容量

N—諧波次數(shù)

K—電抗率

二、補(bǔ)償方式

按照三相電容器是三相同時(shí)投切還是單相分別投切，無(wú)功電容器補(bǔ)償分為三相共補(bǔ)、單相分補(bǔ)或既有三相共補(bǔ)又有單相分補(bǔ)的混合補(bǔ)償。對(duì)于負(fù)荷全部是三相供電時(shí)，我們可以選取三相共補(bǔ)的投切方式。對(duì)于三相不平衡線路，如果采用三相電容器共相補(bǔ)償時(shí)，取某相電流信號(hào)來(lái)判斷功率因數(shù)，以此投切電容器，則對(duì)無(wú)功功率的補(bǔ)償不夠準(zhǔn)確，會(huì)造成有的相過(guò)補(bǔ)償，有的相欠補(bǔ)償，變壓器容量也得不到充分發(fā)揮，此時(shí)，我們則應(yīng)當(dāng)選擇混合補(bǔ)償方式，單相分補(bǔ)電容器的容量為總?cè)萘?0%~20%。

三、額定電壓

眾所周知，電容器的輸出容量與其運(yùn)行電壓的平方成正比（即 Q=ωCU2）,電容器運(yùn)行在額定電壓時(shí)，則輸出額定容量，當(dāng)運(yùn)行電壓低于額定電壓時(shí)，則電容器的輸出容量也就低于額定容量（俗稱(chēng)虧容）。因此，在選擇電容器的額定電壓時(shí)，如果安全裕度取值過(guò)大，則輸出容量的虧損也大，所以應(yīng)盡量使其接近額定電壓。反之，如選擇的電容器額定電壓低于運(yùn)行電壓，將會(huì)造成電容器運(yùn)行過(guò)載，如果長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，會(huì)使電容器內(nèi)部介質(zhì)產(chǎn)生局部放電，從而造成對(duì)電容器絕緣介質(zhì)的損害。局部放電會(huì)使固體介質(zhì)和液體介質(zhì)分解，介質(zhì)分解產(chǎn)生的臭氧和氮的氧化物等氣體，將會(huì)使電容器的絕緣介質(zhì)受到化學(xué)腐蝕，造成介質(zhì)損耗增大，產(chǎn)生局部過(guò)熱，進(jìn)一步可能發(fā)展成絕緣擊穿，使電容器損壞。選擇電容器的額定電壓可由公式求出計(jì)算值，再由電容器的標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)中選取，電容器額定電壓的計(jì)算公式如下：

Un=1.05×U/S×（1-k）×1.732

式中：En—單臺(tái)電容器的額定電壓

U—電容器接入點(diǎn)電網(wǎng)標(biāo)稱(chēng)電壓

S—電容器組每相的串聯(lián)段數(shù)

K—電抗率

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