成套低压电容器的运行与维护

【摘要】现代电力系统中，随着用电负荷的增加，无功功率直接消耗电能，如何把消耗的这部分无功转化为有功，补偿无功功率，增加电网中有功功率因数的比例，提高电能利用效率，电容器无功补偿就显得尤为重要。电容器采用就地无功补偿，可以减少输电线路输送电流，起到减少线路能量损耗和压降，改善电能质量和提高设备利用率的重要作用。现将低压电力电容器的维护和运行，减少电容器在运行中的故障，作一简介，供参考。

【关键词】无功补偿;低压电力电容;改善;应用

1.无功补偿

电网输出的功率包括两部分：一是有功功率，二是无功功率，直接消耗电能，把电能转变为机械能，热能，化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率，如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能。电流在电感元件中作功时，电流滞后于电压90°，而电流在电容元件中作功时，电流超前电压90°。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180°。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小，把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。

2.低压电力电容

为了电网中功率因数因数达到或接近一，减少无功损耗，就在电路并联电容，电容器由充放电效应产生电流，容性电流与感性电流相位相反可以相互抵消，这样一来供电线路和变压器发电机就不需要提供电动机需要的感性电流，同样负载的情况下发电机和变压器可以选小，相应线路电缆也会减少截面积，经济效益明显。在低压系统中，通过恰当的无功补偿方法还可以调整三相不平衡电流。在相与相之间跨接的电感或者电容可以在相间转移有功电流。因此，对于三相电流不平衡的系统，只要恰当地在各相与相之间以及各相与零线之间接入不同容量的电容器，不但可以将各相的功率因数均补偿至接近1，而且可以使各相的有功电流达到平衡状态。现在将在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器分组补偿作一介绍。

一般低压电力电容采用延时投切方式，这种投切靠传统的接触器的动作，它具有抑制电容涌流作用，延时投切目的在于防止接触器过于频繁的动作时，电容器造成损坏，更重要的是防备电容不停地投切导致供电系统振荡，这是很危险的。当电网的负荷呈感性时，如电动机电焊机等负载，这时电网电流滞后电压一个角度，当负荷呈容性时，如过量的补偿装置的控制器，这时电网的电流超前电压一个角度，即功率因数超前或滞后是指电压电流的相位关系，通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量，来决定电容器的投切，这个物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率。

如图1所示：成套的低压电容由这样的四组电容组成，每组电容4C14C2并联星形连接与电抗器4D1串联，这样容抗器组合来进行无功补偿，电抗器补偿线路相间及相地电容，以加速潜供电流自动熄灭，串联电抗器通常起限流作用。容抗起的投切受接触器4K1的控制，接触器4K1的吸合由控制器的接点来控制，控制器根据功率因数的大小来决定投切电容器的组数。电抗器与电容器并排安装且在一个柜内，电容器运行的稳定与否，温度至关重要.电抗器运行时温度温度可以达到90-100度，接线端子温度可以达到110度，势必造成电容器在有限的空间内散热不良，引起鼓肚漏油甚至爆炸，给设备及人身安全埋下隐患。电容器的寿命缩短不能对设备进行投切，直接影响补偿效果。

图1

3.成套低压电容运行环境改善与保养

电容器组投入时环境温度不能低于-40℃，运行时环境温度：1小时，平均不超过+40℃，2小时平均不得超过+30℃，及一年平均不得超过+20℃。如超过时，应采用人工冷却（安装风扇）或将电容器组与电网断开。 电容器的运行温度不得超过65度。

为了延长电容器的使用寿命，现将电容器与电抗器之间安装隔热板，防止热量直接进行交换;还有一个措施就是人工安装冷却风扇对容抗器进行冷却，控制方式为任一组电容投入，接触器的辅助常开接点启动风扇，四组接触器的辅助常开节点并联，保证只要电容器投切，风扇就可靠运行。除以上两点来提高电容器寿命来讲，日常的维护与保养也是十分重要的。

3.1 电容器应有值班人员，应做好设备运行情况记录。

3.2 对运行的电容器组的外观巡视检查，应按规程规定每天都要进行，如发现箱壳膨胀应停止使用，以免发生故障。

3.3 检查电容器组每相负荷可用安培表进行。

3.4 安装地点的温度检查和电容器外壳上最热点温度的检查可以通过水银温度计等进行，并且做好温度记录（特别是夏季）。

3.5 电容器的工作电压和电流，在使用时不得超过1.1倍额定电压和1.3倍额定电流。

3.6 接上电容器后，将引起电网电压升高，特别是负荷较轻时，在此种情况下，应将部分电容器或全部电容器从电网中断开。

3.7 电容器套管和支持绝缘子表面应清洁、无破损、无放电痕迹，电容器外壳应清洁、不变形、无渗油，电容器和铁架子上面不应积满灰尘和其他脏东西。

3.8 必须仔细地注意接有电容器组的电气线路上所有接触处（通电汇流排、接地线、断路器、熔断器、开关等）的可靠性。因为在线路上一个接触处出了故障，甚至螺母旋得不紧，都可能使电容器早期损坏和使整个设备发生事故。

3.9 如果电容器在运行一段时间后，需要进行耐压试验，则应按规定值进行试验。

3.10 对电容器电容和熔丝的检查，每个月不得少于一次。在一年内要测电容器的损失角正切值2～3次，目的是检查电容器的可靠情况，每次测量都应在额定电压下或近于额定值的条件下进行。

3.11 由于继电器动作而使电容器组的断路器跳开，此时在未找出跳开的原因之前，不得重新合上。

3.12 在运行或运输过程中如发现电容器外壳漏油，可以用锡铅焊料钎焊的方法修理。

图2

4.结语

低压电力电容器是重要的无功补偿设备。它在提高负荷的功率因数，减少能量损耗和压降，改善电能质量和提高设备利用率改善电压质量提高线路和变压器的输送能力等方面发挥了的重要作用。因此加强电力电容器的维护和运行管理是有着深远意义的。

参考文献

[1]《进网作业电工培训教材[M].辽宁科学技术出版社，1993.

[2]刘介才.工厂供电[M].机械工业出版社.2003.