浅谈电力电容器无功补偿及安全应用

浅谈电力电容器无功补偿及安全应用

发表时间：2018-04-17T11:20:29.390Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：赵准魏龙

[导读] 摘要：电力电容器是一种电力无功补偿装置，可提高电力系统的功率因数，使电力系统的运行更加经济，但对电容器本身而言运行可靠性相对薄弱，了解电容器的无功补偿原来，掌握正确的操作方法，对防止发生设备损坏及人身伤害事故至关重要。

（青海桥头发电有限责任公司青海 810100）

摘要：电力电容器是一种电力无功补偿装置，可提高电力系统的功率因数，使电力系统的运行更加经济，但对电容器本身而言运行可靠性相对薄弱，了解电容器的无功补偿原来，掌握正确的操作方法，对防止发生设备损坏及人身伤害事故至关重要。

关键词：电容器；无功补偿；安全应用

前言

桥铝电公司#2启备变无载调压变压器作为6KV厂用备用电源接待6KV负荷时，由于6KVA、B段母线上接的都是感性负载，电机运行时、不仅消耗有功功率，而且还产生滞后于电压的感性无功电流，使得回路的实际电流增加，造成电网的消耗增加。所以在#2启备变6KV 母线侧并联2只容量为3000Kvar的电容器，是为了产生超前于电压的容性无功电流，容性电流与感性电流的相位上相差180度，能够互相抵消，从而减少回路中的无功损耗，提高功率因数保证母线供电质量。

1电容器的补偿原理

（1）电力电容器是一种静止的无功补偿设备。它不仅向电力系统提供无功功率、提高功率因数而且采用就地无功补偿可减少输电线路输送电流、降低线路能量损耗和压降，改善电能质量、提高设备利用率。

设电压为U，电阻电流为IR，电感电流为IL，电容电流为IC，IL与IC相位相差180度故方向相反。

（2）并联电容前，电阻电流IR与电感电流IL的合成电流为I1，I1与电压U的夹角为a1。

（3）并联电容后，电阻电流IR与电感电流IL以及电容电流IC的合成电流为I2，I2与电压U的夹角为a2。

（4）从相量图可以看出a2小于a1，由于余弦函数是个减函数，所以cosa2大于cosa1，即提高了功率因数。 2电容器的投退原则

我厂#2启备变6KV母线侧并联2只电容器以供6KV电动机需要的大量感性无功，当母线上感性负荷增加、电压降低时根据电压降低情况投入一只或两只电容器进行无功补偿，电容器产生的无功供给高压电动机以满足它的运行需求，若无功缺额减小、母线电压回升、恢复正常。当无功负荷减少、电压升高时可视具体情况退出电容器。

电容器的投退主要考虑母线电压和功率因数。前者电容器充当调节6KV母线电压作用，以保证母线下侧所带用电设备的安全运行，后者是为了满足电网无功需求、保证功率因数在电网规定的0.9-0.95范围内。避免功率因数过高或过低所致的经济处罚。为了满足电压和功率因数两个条件，#2启备变变为空载运行前应先退出电容器，以防电容器电压过高时引起电容器过载发热、击穿。而接待负荷后应至少投入一只电容器，再视功率因数投入另一只电容器。

3电容器的安全运行

3.1允许运行电流

电容器应在额定电流下运行，最大允许电流不超过额定电流288.68A（Q＝3000kvar、U＝6KV，据式 Q=√3×U×I可得I＝288.68A）的1.3倍375.3A，三相电流差不超过5％。

3.2允许运行电压

电容器的损耗与电压的平方成正比，所以电容器对电压十分敏感，过电压会使电容器严重发热、绝缘加速老化、寿命缩短、甚至击穿。因此、电容器应在额定电压下运行，一般不超过额定电压的1.05倍，最高不超过额定电压的1.1倍。

3.3允许运行温度

电容器正常工作时、其内部介质的温度不应低于65℃、最高不得超过70℃，否则会引起热击穿或鼓肚。电容器外壳温度介于介质温度与环境温度之间，不应超过55℃，故应保持电容器的良好通风冷却。

3.4保护问题

继电保护装置可有效切除故障电容器，确保系统安全稳定运行，电容器不论何种保护动作，断路器跳闸后在未经查明原因消除故障前不准强送电。

3.5合闸问题

电容器是一个储能元件。电容器开关跳闸后严禁立即重合，因为此时电容器来不及放电，在电容器中可能残存着与重合闸电压极性相反的电荷，使合闸瞬间产生很大的冲击电流，易造成电容外壳膨胀、喷油甚至爆炸。所以电容器再次合闸时必须在电容器断路器断开自放电3min后方可合闸。

4电容器的绝缘测量

4.1测绝缘步骤

断开电容器断路器开关并将其停电；合上或检查电容器隔离刀闸确已合好；合上电容器断路器开关接地刀闸对电容器进行放电；拉开电容器断路器接地刀闸；在电容器断路器开关后间隔下侧电缆头处测电容器对地或极间绝缘电阻；合上电容器断路器接地刀闸放电；拉开电容器断路器接地刀闸。

4.2测绝缘注意事项

电容器是一种容纳电荷的器件。电容器检修或熔断器熔丝熔断后必要测绝缘及测绝缘结束后务必对其进行充分放电，放电时间不小于5min。电容器测绝缘前先应填写操作票，选择合适的兆欧表、高压电容器测绝缘应选用2500V摇表。由于电容器极间及两极对地电容的存在，故摇测绝缘电阻时，要两人进行，操作方法应正确。先将电容器放电，否则容易烧坏摇表。摇测极间绝缘电阻时，因极间电容值较大，应将摇表摇至规定转速120r/min，待指针稳定后，再将摇表E端接地，L端接至被测端。由于对电容器的充电，指针开始下降，然后重新上升，待稳定后指针所指示的数值即为被测的电容器绝缘电阻，其值一般应大于1000MΩ。读取数值后，应注意在折线前不得将兆欧表停转，否则电容器会对停转的摇表放电损坏摇表。摇测完毕后应将电容器上的电荷放尽，以防人身触电。

5结束语

随着用电负荷的增加，合理应用电容器，进行有效无功补偿能够提高供电质量和设备利用率并取得很好的经济效益。

参考文献：

[1] 参考文献：内容：《电气设备运行维护及故障处理》

[2] 参考文献：内容：《电气设备技术问答》

[3] 参考文献：内容：《125MW电气运行规程》