电力电容器无功补偿及运行中注意问题

【摘 要】本文通过电力系统运行中功率因数低造成的危害，论述了安装无功补偿重要性，以及使用无功补偿的优点，电网中常用无功补偿方式；并对电力电容器运行中应注意的问题进行了阐述，以避免或减少运行中电力电容器损坏，影响电网的安全经济运行。

【关键词】无功补偿；电力电容器；功率因数；安全运行

1 功率因数低的危害

功率因数低对电力系统的影响很大

（1）当用户功率因数偏低时需要从网上吸收无功功率，这样发电机组就要多发无功，而多发无功也需要能量，它少发了有功，相当于降低了发电机的出力。

（2）无功负荷在网上传送，白白占用了输、变、配电设备资源，使输、变、配电设备利用率降低。而设备运行效率是以有功计算的，因而它使设备达不到额定功率，功率降低。为达到规定的额定功率，就要增大设备容量，提高设备投资。

（3）无功影响电压、无功的传输和大量的消耗，使系统电压不能满足要求，线路末端会电压很低，造成设备不能起车或达不到额定功率。

（4）无功的缺乏，会使线路及电气设备中的电流增大，使损耗增大，即线损增加，增大电费支出。

2 无功补偿重要性

由于电网中的电力负荷如电动机、变压器等大部分属于感性负荷，自然功率因数低，在运行过程中，所有感性负荷需要系统提供一定的无功功率。无功功率的需求，影响发电机的输出功率，降低有功功率的输出；影响变电、输电的供电能力；降低有功功率容量，增加电力系统的电能损耗；增加输电线路的电压降。为减少电力线输送中的损耗，提高电力输送的容量和质量，必须进行无功补偿。

3 使用无功补偿的优点

（1）无功补偿就是在电网中安装并联电容器等无功补偿设备后，可提供感性负载消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供由线路输送无功功率造成的电能损耗。加装无功补偿设备，不仅可使功率消耗减小，功率因数提高还可以充分挖掘设备输送功率的潜力，可节省增设配电设备的成本，是一项投资少，收效快的降损节能措施。

（2）减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。 节省企业电费开支，提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达不到规定功率因数用户，需多收收功率因数调整电费。高于规定，反之。

（3）提高生产量，保证质量。功率因数得到改善后，电压下降或电压变动现象将会减少。低压进相电容器接上电动机后，因电压上升转矩加快，所以电压变动现象减少。致使电动机的运转速度稳定。因而使用电动机生产出的产品质量均匀。

（4）对谐波有较强的抵抗能力。电容器具有较低的温度上升特性，所以对谐波有较强的抵抗能力。

4 电网中常用的无功补偿方式

并联电容器又称为移相电容器。主要用来补偿电力系统感性负荷的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗。电网中常用的无功补偿方式：

1）集中补偿，在高低压配电线路中安装并联电容器组。高压集中补偿，适用于负荷较集中，离配电母线较近，补偿容量较大的场所。低压集中补偿是将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷直接控制电容器的投切。低压补偿的优点：接线简单，运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变的利用率，降低网损，具有较高经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。

2）分散补偿，在配电变压器高低压侧和用户配电屏处，根据个别用电设备对无功的需量将单台或多台电容器组分散地安装在用电设备附近。以补偿安装部位前边的所有高低压线路和变压器的无功功率。

（1）因电容器与用电设备直接并联，同时投入或停用，可减少配电网和变压器中的无功流动，保证用户功率因数始终处于滞后状态，从而减少有功损耗。

（2）有利于降低用电设备启动电流，减少接触器的火花，提高控制器工作的可靠性，延长用电设备与控制设备的寿命。

5 电力电容器运行中应注意问题

由于电网的负荷变化较大，使电容器在运行过程中频繁投切，使用环境条件波动较大。电力电容器大量装设在各级变配电所内，对电力系统安全稳定经济运行起着重要作用，因此，在电力补偿电容器的运行过程中对电力补偿电容器的日常运行维护工作非常重要。

（1）加强巡视和维护。电力电容器应定期停电检查，检查时应注意各连接点是否牢固、是否松动；套管及支持绝缘子应无裂痕及放电迹象；电力电容器外壳无明显变形、划痕和污垢，封口严密无气孔和凸凹面，有无渗（漏）油等。若发现以上现象，必须将电力电容器退出运行。

（2）监控运行温度。电容器周围的环境温度不可太高，也不可太低。如果环境温度太高，电容器运行时所产生的热量散不出去。而如果环境温度太低，电容器内的油就可能会冻结，容易电击穿。电容器工作时，其内部介质的温度应低于65℃，最高不得超过70℃，否则会引起热击穿，或是引起鼓肚现象。 电容器外壳的温度是在介质温度与环境温度之间，一般为50～60℃，不得 超过60℃。

（3）电容器对电压十分敏感，运行中的电容器组可允许在超过额定电压的5%的情况下使用；允许在1.1倍额定电压下短期使用，不准长时间过电压下运行。因电容器的损耗与电压平方成正比，过电压会使电容器发热严重，壳体膨胀，电容器绝缘会加速老化，寿命缩短，甚至电击穿。

（4）谐波的问题和预防。在电网中有许多谐波源存在，由于电容器对谐波的阻抗很小，谐波电流叠加到基波电流上，会使电力电容器中流过的电流有很大的增加，使电力电容器的温升增高，引起电容器过负荷，使电容器击穿，引起相间短路，甚至爆炸。如果在安装电力补偿电容器处谐波过大，若直接投入并联电容器，往往会使电网中谐波更大，对电力电容器的安全造成极大的威胁。

（5）及时监控运行中异常状况

在运行时发现电力电容器出现鼓肚，接头发热，院中渗（漏）油等异常情况，必须将其退出运行，对已发生喷油、起火、爆炸等恶性事故，应立即停电检查，查明事故原因进行处理后，方可更换电容器继续运行。

综上所述，加装无功补偿设备，不仅可使功率消耗减小，功率因数提高，还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。并联电容器作为城市不可缺少的无功补偿电源设备，对于改善电压质量，降低线损，提高电网供电能力发挥着重要作用。