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    最近在我开设的漫谈低压电气专栏，曾对低压无功补偿电容器基础常识进行了讲解，谈论了什么是有功功率、无功功率、视在功率；无功补偿功率对电网、用户的好处；怎么选择无功补偿方案；（低压无功补偿电容器基础常识讲解）有知友提出了对电容器补偿新的疑惑，本文将针对部分知友的问题进行解答，我们这就开始。

电容器对电力系统的补偿位置不同影响也不同，例如常见的有变电所集中补偿、低压电网补偿，同时低压电网补偿又分为集中补偿与就地补偿，本文对各种补偿方式进行简单的讲解，希望能帮助大家更好地理解在电网不同位置补偿的优势及劣势，合理的选择适合自己需求的补偿方案。

变电所集中补偿归变电所自行管理，其优势是可以对整个变电所的负载进行补偿，从而改善变电所及上级高压配电线路的线损，但变电所集中补偿的局限性也非常明显。

如果完全集中于变电站进行无功补偿,其经济效果将会受到很大限制,这是由于装于10kV变电站电容器组,对减少10kV配电网线损作用不大。因为变电站以下用户消耗的无功功率仍会通过线路远距离输送,其功率和电能在10kV配电网内并未减少。当电容器组装于变电站的10kV母线上时,仅能减少35kV级及以上线损,不能减少10kV级线损。而当电容器组装于10kV线路上时,则可以同时减少35kV及以上和10kV两级线损。因此,为了提高无功补偿的经济效益,电容器组尽可能地装在配电线路上是合理的，现场实测也完全证实了这一点。

但在变电站10kV母线集中装设部分,电容器组仍然是必需的,其作用如下:

(1)就近向配电线路前段(即靠近变电站的线段)输送无功。

(2)补偿主变压器的无功损耗。

(3)用于调压。

综上所述,只有采取分散补偿与集中补偿相结合的补偿方式,才能获得最佳的综合效果

我们再来看看电网低压无功补偿的主要问题

无功补偿就安装位置而言可分为集中补偿和就地补偿。集中补偿主要存在以下几个方面的不足:

(1) 集中补偿装置造价高。在低压电网中,特别是小企业的配电变压器,其容量小,多在200kVA以下,对于用于农业灌溉供电的变压器,容量多在50kVA及以下,自动补偿柜的价格比与之配套的电容器的价格高出2~3倍,且配电变压器容量越小,差距越大。

(2) 集中补偿装置部件多、可靠性差。自动补偿装置集检测、控制、开关等于一体,元器件多、装配复杂,当任何一个环节出现故障就会引起整套装置失控,因而造成补尝不足或过补偿现象。而就地补偿由于电容器直接并联于电机端,安装方便,电容器放电可靠,只要电容器不出故障,就可正常运行。

(3) 集中补偿节能效果差。集中补偿只能补偿补偿点以上的无功电流,对低压线路中的无功电流并没有进行补偿,更不用说降低低压线损了。

(4) 集中补偿装置安装检修复杂,运行费用高。因此,低压无功补偿多推荐采用就地补偿。

就地无功补偿的优越性

(1) 提高功率因数。低压就地无功补偿后,功率因数可提高到0.9以上,对负荷稳定的功率因数可接近于0.95以上。

(2) 提高电气设备利用率。采用就地无功补偿后,负载电流降低,一般要比补偿前降低30%左右。由于低压电流的降低,其将使导线、开关设备、配电变压器不至于过热,使设备运行的可靠性和使用寿命相应提高

(3) 降低低压电网线损。由于线路损耗和电流的平方成正比,因此采取就地补偿减小负荷电流就成为降低线路损耗的有效途径。无功补偿对供电半径越长、线号越小,节电效果越明显。

(4) 改善电压质量。在电路中电的损失与线路中传输的有功功率、无功功率、线路的电阻和电抗成正比。由此可见,当采取无功补偿后,无功功率减小了,电压损失也就减小了,电压质量就提高了。

无功就地补偿方法和可行性探讨

(1) 就地补偿容量和并联点。按单组在正常运转时实测的电压、电流、功率因数计算选择补偿容量,单台并联于电机接线端,对于同时运行的多台电机,追求整体补偿效果,因此并联于电机上的电容器要根据电机组补偿需要而定,一般在电机组中选择容量大、极数多、制动性强的电机作为并联点,不一定每台电机上都并联,这样不仅电机组可以同时得以补偿,而且电容器组和电机组同时运转、同时停运并通过电机绕组迅速放电。

(2) 单组补偿容量的选择。单组电机按正常运行状态下,功率因数补偿到接近于1.0为原则。我们知道,功率因数一般要求补偿超过0.9就可以了,而超过0.9以后,功率因数每提高0.01其所投入的电容量要将快速上升,那么,之所以还要将功率因数补偿接近于1.0,是因为现在广泛应用自愈式金属化电容器,投入运行后,由于其本身的自愈性随时间的延长,容量将要有不同程度的衰减,因此有意识选择大一些,使补偿后功率因数接近于1.0,以防补偿不足,另外目前自愈式金属化电容器价格低,投入的电容量对补偿的经济性并没有显著的影响。

从理论上讲,就地补偿容量应按电机空载时补偿后功率因数不超过1.0为原则,其目的是避免自激和过补偿现象发生。间断性和瞬时性的过补偿是正常现象,因此,在就地偿时,应按电机组同时运行的负荷进行补偿,以达到总体的补偿效果。

(3) 不宜采用就地无功补偿的情况

1) 启动频繁的电机。

2) 容量小、数量多、负荷不稳定,且又不同时运转的电机。

3) 同时运转率低的负荷

4) 现场环境不允许就地补偿,如易腐蚀的化工行业、易燃的纺织行业。

我们可以一起了解一下无功就地补偿节能效果

电动机是工、农企业生产中重要的用电设备,也是低压电网中主要感性电气设备之一。电动机工作时,因电磁转换,造成的无功损耗占低压电网中无功损耗的70%以上。降低电动机的无功损耗,提高其功率因数,合理实施无功就地补偿,是企业获得更大经效益的重要途径。通过对电动机随机补偿前后进行实际测量,可说明无功就地补偿节能效果,以及其企业带来的经济效益。

当前低压配电网电容器跟踪补偿技术状况简介

集中补偿电容器承受电压高、寿命短。由于集中补偿装置安装于配电室,电容器承受的供电电压多在400V以上,电网低谷时电压往往超过430V,特别是自动控制装置失控时,易引起电容器过热、变形、出油、击穿等现象。所以在电容器的选择上应注意电容器的额定工作电压，选择与补偿点匹配的工作电压。如下图中的德力西电气的BSMJs的额定工作电压具有多种额定工作电压可选。

国内多家公司开发了以单片机作为单元核心元件的控制系统,以晶闸管器件构成交流电子开关的执行系统,通过跟踪监测负荷的无功电流或功率因数,可以多级电容器组进行分相投切的自动控制,补偿效果更为准确、快速、安全,且洁净、低耗、易于控制,可实现安全无人值班运行。消除了过去切换电容接触器控制电容器无功补偿的弊病。通过引进先进技术,可以使目前停运或半停运状态的电容器能正常投入运行,给电网补偿无功功率创造出更大的经济效益。

但对分相补偿要求不高的应用，仍可选择更具有经济性的切换电容接触器投切方案。

(1) 控制系统。事实上无功补偿的根本目的在于补偿用电负荷中的无功电流分量。因此新型电容器投切控制器正是在综合监测电网电压、电流、功率因数等参数的基础上,对电流无功分量进行计算、监测、判断,以其作为电容器投切与否、投切组数(电容器容量)与相别的标准。这也是从根本上解决和保证了补偿的准确性和合理性。此外,这种电容器投切的控制装置以单片机作为其控制核心元件。单片机具有体积小、能耗低、结构紧凑、抗干扰性能好及控制能力强,并可以实现分参数、分机控制,与其他自动控制系统联网,使无功补偿进一步实现智能化、系统化控制

(2) 执行系统。近年来电子技术迅猛发展,以晶闸管为代表的电子半导体器件,以其小巧、轻便、低耗、长寿、快速、易于控制等优越性受到广泛的应用。

(3) 技术的特点。作为无触点开关,不存在电弧、噪声及熔焊等现象,且可有效地使电容器的投切暂态过程达到实际的最小。没有冲击电流和过电压现象,可使电容量分级补偿一步到位。晶闸管无触点开关,通、断次数可达到百万次以上,大大提高了安全性、可靠性和使用寿命。通过晶闸管电子开关,电容器无需放电即可重投,动态反应时间在一个周波20ms之内，可实现真正的快速(动态)、准确地跟踪电压闪变,提高电网稳定性。电容器投切新技术的应用,不仅有效地克服了无功倒送等现象,而且有效地改善了功率因数,补偿无功功率,并简化、方便了运行,可真正实现无人值守运行。

(4) 新型智能电容器。传统的电容集中补偿装置部件多、可靠性差。自动补偿装置集检测、控制、开关等于一体,元器件多、装配复杂，使得产品的组装、调试、检修困难，运维成本高。近年来新型的智能型电容器越来越受到人们的关注，其将所有的元器件组装在一起，采用电子开关，可实现过零投切，提升电容器的使用寿命；智能通信技术使得产品可实现故障自检、自我调节并可远程实时监控；体积小，安装维护方便；液晶显示，设置方便、故障读取更加容易，对运维人员的技术能力要求低，大大降低了运维的费用；同时具有多重保护功能，像CDCE9系列低压智能电容器补偿装置，具有欠压保护、过压保护、欠电流保护、过电流保护、不平衡保护、掉电保护、缺相保护、电容放电保护、过温保护，安全可靠无微不至。

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