并联电容器无功补偿及其正确使用

并联电容器无功补偿及其正确使用

异步电动机的无功就地补偿技术，近些年来得到推广应用。就地补偿方式的主要优点是：所需设备少，投资少，运行可靠，维护方便，特别对单机容量较大，运行时间长，距离电源较远的电动机更为适用。它对减少企业电能损失，提高电压质量有重大意义。采用并联电容器进行无功补偿，其主要作用是：1、补偿无功功率，提高功率因数；2、提高设备出力；3、降低功率损耗和电能损失；4、改善电压质量。一般工矿企业要求功率因数必须大于0.9，为提高功率因数常采用变电所集中补偿和就地补偿或两者结合使用。无功补偿容量按下式计算：Q=P（tgθ1—tgθ2），其中tgθ1、tgθ2为补偿前后的正切值，在补偿前后，由于有功功率不变，有功功率损耗值也无改变，但是，无功功率发生了变化，由Q降低为Q—Q C,故通过输、变配、用电设备有效电阻R时，有功功率的损耗由降低为ΔP2Q，所以并联电容器补偿的经济当量为K C=ΔP1Q—ΔP2Q=[Q2/U2*10-3—（Q-Q C）2/U2*R*10-3]/ Q C=（2Q- Q C）/ U2Q（2- Q C/Q）=ΔP1Q/Q（2- Q C/Q），可见采取并联电容器补偿的经济当量的大小取决于补偿容量与无功功率的比值。并且还表明，K C与两个因素有关：一是与ΔP1Q/Q成正比，二是与（2- Q C/Q）成正比。由于Q C可大可小，从自身效益和社会效益整体来考虑，多少合适，这是一个值得研究的问题。（1）、当Q C《Q时，2- Q C/Q≈2，这种情况等于没有补偿，谈不上降低有功功率的损耗。（2）、当Q C≈Q 时，2- Q C/Q≈1，这种情况等于全补偿，因负荷的变化，有时会出现

过补偿，经济效益不一定很好。因此选择合适的无功补偿容量，才能确定最佳功率因数，一般原则以稍高于功率因数标准为宜。

并联电容器在使用过程中要防止过负荷的产生

一般说来，引起并联电容器过负荷的原因主要有三个方面：（1）、实际运行电压高于电容器额定电压；（2）、谐波电压引起的过电压；（3）、电容器容量的正偏差；引起第一个过负荷的原因是由于并联电容无功功率Q C=UI=U*U/X C=U2WC，可见，电容器无功出力与电压的平方成正比，运行电压太高，将使电容器无功出力大大增加，并使电容器温度升高，严重时使电容器发生热击穿。防止的措施是：采取降低连接电容器的母线电压。若电压波动幅度较大，可装设按电压自动投切电容器装置。引起第二种过负荷的原因是由于电路中的非完全正弦电势和非线性元件造成。非线性元件一般指：整流器、电弧炉、铁心线圈等。负载在非正弦电压作用下将产生非正弦电流，而高次谐波的在使总电流有效值比基波电流增增加，亦使平均功率增加。防止的措施是：在电容器回路串电抗器，它还具有限制投切涌流的作用。若电容器安装地点运行的电压并不高，但电容器过电流严重，则须考虑供电网络高次谐波的影响。

电容器容量大小的选择

在选用电容器时，容量不能选得太大，否则会产生过电压，特别在惯性大的电机上。我厂在源水泵站及出厂水泵站多台710KW电机上

均装有并联电容器无功就地补偿柜，结合实践，采用以下方法选择电容器容量：

在图中（见下图），U E、I0为电机额定电压和空载电流。设在电容量为C1时电容线与磁化曲线的交点“I”对应于U E、I0，电容线与横坐标夹角为α，则tgα= U E/ I0=1/ωC1，当电容量增大时，电容线斜率减小，设增加到C2与磁化曲线交于“Ⅱ”点，显然，“Ⅱ”点电压值高于“I”电压值。一般补偿电容器Q C为：Q C≤ 3U E I0，图中与磁化曲线不饱和段相切的直线称临界电容线，此时电容器为Cβ，一般临界电容线斜率与电容额定状态下斜率的关系为tgβ=（1.15-1.45）tgα，不同容量电机的空载电流也有所区别，一般国产电机的空载电流约为额定电流的20%-50%。我厂八极10KV、710KW电机的空载电流约为34A，根据计算，我厂选用电容器的容量范围为Q≤ 3U E I0=300 Kvar。