低壓無功補償控制器的選型

近年來，隨著國內對供電質量要求的不斷提高，同時，供電部門為了提高現有送變電設備的效率，節約能源，提高經濟效益，使得無功補償裝置的使用量高速增長，各種動態、靜態無功補償裝置層出不窮。由于對其性能沒有一個全面的了解和比較，用戶和設計人員在選型時無參考依據，有的盲目追求時髦、快速、無觸點，其實任何一方面的提高都將或多或少會產生一些負面影響。應根據負載的要求以及用戶對價格的要求，合理選型才能達到經濟實用、高效節能、性價比高等最佳補償效果 。

一、無功補償常出現的問題

1、電容器損壞頻繁。

2、電容器外熔斷器在投切電容器組及運行中常發生熔斷。

3、電容器組經常投入使用率低。

針對上述情況我們分析可能存在的原因如下：

1、電容器損壞主要原因由于在選擇電壓等級時沒有考慮諧波背景的影響，造成所選擇的電壓等級偏低，長期運行電容器將容易損壞。

2、電容器外熔斷器經常發生熔斷，主要是合閘涌流對熔斷器的沖擊或者熔斷器額定電流的選擇偏小造成的，或是不同電抗率組別的電容器組投切順序不當所致。電容器投入使用率低主要是由于在電容器容量選擇及分配不當造成的。

二、自愈式電容器的容量及相關因素

補償電容量采用自愈式電容器，是獲得良好補償效果的重要環節，具體選擇時，可考慮如下幾個因素：

1） 供電變壓器的空載無功補償

一般可選變壓器總容量3%的并聯電容器作為固定補償，以補償變壓器的空載無功損耗。

2）確定多路補償的容量梯度

了解用電負荷的最大值、最小值、負荷的波動情況，根據具體情況以確定電容器的投切步長和分組路數，做到對無功變化的精確跟蹤。

3）平衡補償、分相補償、復合補償的選擇

確定三相負荷的不平衡程度，必要時需進行現場測量，以確定采用三相平衡補償還是采用復合補償方式。當三相嚴重不平衡時，最好選用適當容量的分相補償。

4）確定補償電容器的總容量

測量自然功率因數，確定目標功率因數，根據兩者之差確定所需要的無功補償總容量。

若已知：有功功率P ，自然功率因數 cosφ1 ，目標功率因數cosφ2。

則所需補償的電容器總容量為：ΔQ＝P ( tanφ1－ tanφ2 )

5）確定是否采用抗諧波無功補償電容器

當電網諧波分量較大時，應進行現場諧波測試，必要時需采用與電抗器配套設計的專用電容器，以防止在較大諧波的作用下，補償裝置無法正常運行或電容器易損壞的現象發生。

三、ARC功率因數控制器的選擇

安科瑞公司的ARC功率因數控制器嚴格按照DL/T597《低壓無功補償控制器訂貨技術條件》、JB/T9663《低壓無功功率自動補償控制器》等專業標準中規定的各項要求，依據具體的補償需求和負荷特性。一般情況下，可從以下幾個方面對控制器進行選擇：

表1 產品應用

2、產品選型

四、電容投切開關應用介紹

無功補償電容器的投切器件較多，其投切的平穩度和使用壽命也相差很大，下面分別加以說明：

1、普通交流接觸器

普通交流接觸器是最傳統的一種投切開關，由于電容器在投入和切除時會產生很大的涌流和過壓，暫態高壓和投切沖擊電流會導致電器絕緣擊穿和接觸器觸頭燒損，使接觸器頻繁損壞，同時還會影響電容器使用壽命和對電網造成干擾。用于無功量比較穩定，不需頻繁投切電容補償的用戶，可選用帶限流電阻的接觸器投切電容裝置，這種裝置比較經濟，價格低。由于投切次數少，相應使用壽命就夠長了。

2、可控硅無觸點開關投切

無觸點開關投切，無過電流、過電壓、不污染電源，特別適合變動負荷、沖擊性負荷。它是一種能夠對電力并聯電容器進行快速偷竊的電子型功率器件。控制邏輯電壓0V截止，12V導通。有250V和400V兩種電壓等級的低壓電容器。對于需快速頻繁投切電容補償的用戶，如電焊、電梯等設備，應選用無觸點可控硅投切電容裝置，才能達到應有的補償效果。對于其他一般工廠、小區和普通設備，無功量變化時間大于30S的地區，則應考慮在能達到補償功能要求的情況下，優先選用對電網無沖擊、節能、安全、經濟、使用壽命長的可控硅無觸點電容投切裝置。

五、無功補償的效益

在現代用 電企 業 中，在數量眾多 、容量大小不等的感性設備連接于 電力系統中， 以致 電網傳輸功率除有功功率外 ，還 需無 功功率。 如 自然平均功率因數在 0.70～0.85之 間。 企 業 消耗 電網的無功功率約 占消耗有功功率的 6 0 ％～9 0％， 如果把功率因數提高到0.95左右，則無功消耗只 占有功消耗的3 0 ％左右。一是節省電費開支 ；二 是提高設備的利用率 三 是降低系統的能耗 四是改善電壓質量。

作者簡介：

周菁，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能配電系統設計，

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