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2025年6月9日 星期一
并联电容器过补偿的危害和预防
所属分类:技术前沿
更新日期:2008-04-07
1  过补偿的危害
    (1) 抬高网络电压。抬高网络电压主要发生在变压器。我们用变压器的等值电路图来说明。
    变压器等值电路如图1。r1,r2,x1,x2分别是原边,副边绕组的电阻和电抗,U1是原边电压,U2是换算到原边的副边电压,c′代表容性负荷。令r=r1+r2,x=x1+x2,则图1可简化成图2。
    因负荷是容性的,故I1超前于U′2,设超前的相角为Φ。在变压器中,电抗远大于电阻,即x>>r,我们可以作出该电路的向量图如图3。由图中可以看出,U′2>U1,若U1=Ue(额定电压),则V2>Ve。
    电压升高,不仅威胁线路和设备的安全,也威胁电容器自身的安全。我国电容器产品标准规定电容器的最高运行电压如表1所示。由表1可知,电压超过1.1Ue,电容器就必须退出运行,否则将因过电流而发热升温,缩短其使用寿命甚至立即烧毁。
表1  电容器最高运行电压
    (2)  增加有功损耗。
    过补偿从三个方面增大了有功损耗:
    ① 无功倒送的损耗:
    无功功率向电源方向倒送,和顺送时一样造成电压损失和电能损失,倒送的无功越多,电压损失和电能损失就越大。
    ② 多余的电容器ΔC的有功损耗:
    电容器的有功损耗,主要是介质损耗,它占电容器有功损耗的98%以上。介质损耗可用下式计算:
       ΔP=2πfcu2tgδ
式中  δ——电容器的介质损失角
       f——电源频率  Hz
       C——电容器电容量  μF
       V——电容器端电压  kV
    多余电容器的有功损耗为:
        Δ=2πf(ΔC)V2tgδ
式中  ΔC——多余电容器的电容量
    ③ 电容器因电压升高而增加的有功损耗:
    这一损耗与电压升高量的平方成正比。设电压升高ΔU,则增加的损耗为:
        ΔP=2πfC(ΔU)2tgδ
    (3) 降低功率因数,增加电费负担。
     供电部门为防无功电能表倒转,不再采用Dx2 型无功电能表而普遍采用DXT—M型双向无功脉冲电能表。无功功率的正向或反向流动,无功电能表都是正转,即一律被记录为无功消耗。根据下式:
    cosφ=
式中   AP——有功电能  kW•h
       AQ——无功电能  kvar
    从上式可以看出,AQ上升,cosφ就下降。按《功率因素调整电费办法》,当功率因数低于规定标准时,电价就要提高,从而要多付出电费。
2  预防过补偿的措施
    (1) 采用电容器自动投切装置。
    这种装置使用了电子技术,能检测电网中负荷的变化,并根据负荷的变化自动投入或切除电容器组。这是避免过补偿的最有效办法。
    (2) 设计中限制补偿容量,并在运行中加强监视。
    采用电容器自动投切装置需在较大的投资,不是任何地方都有条件,也不是任何地方都有必要。在不采用电容器自动投切装置的地方,在设计配置电容器时,不要将功率因素提得太高,这样就给无功补偿留有余地,过补偿时可能性就会减少。更何况,功率因素提高到0.9以后,若再要提高,其经济性相对较差,需要大幅度增加投资和运行费用。
    为防过补偿,各地要制定电容器运行规程并严格执行,以加强对电容补偿装置的监视,根据负荷变化情况,及时投切电容器组。
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