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電工知識 | 電力講堂

探秘低壓柜

為何要電容補償

在低壓配電系統(tǒng)中，進線柜和出線柜作為核心組件，分別承擔著電力引入和分配的關鍵任務。然而，電容補償柜的存在同樣至關重要。那么，電容補償柜究竟為何如此重要？

下面，本文為您詳細解讀低壓柜進行電容補償的必要性！

PART  01

電力電容器的補償原理

電容補償的工作原理是利用電容器的儲能特性，將電容器接入電力系統(tǒng)，使其與感性負載并聯(lián)。

當感性負載需要無功功率時，電容器會向系統(tǒng)提供無功功率從而抵消感性負載產生的無功功率，提高電力系統(tǒng)的功率因數。

PART  02

電力電容器補償的特點

01

優(yōu)點

1. 電力電容器無功補償裝置具有安裝方便，安裝地點增減方便；

2. 有功損耗?。▋H為額定容量的0.4%左右）；

3. 建設周期短，投資??；

4. 無旋轉部件，運行維護簡便；

5. 個別電容器組損壞，不影響整個電容器組運行等優(yōu)點。

02

缺點

1. 只能進行有級調節(jié)，不能進行平滑調節(jié)；

2. 通風不良，一旦電容器運行溫度高于70℃時，易發(fā)生膨脹爆炸；

3. 電壓特性不好，對短路穩(wěn)定性差，切除后有殘余電荷；

4. 無功補償精度低，易影響補償效果；

5. 補償電容器的運行管理困難及電容器安全運行的問題未受到重視等。

PART  03

無功補償方式

01

高壓分散補償

高壓分散補償實際就是在單臺變壓器高壓側安裝的，用以改善電源電壓質量的無功補償電容器。

其主要用于城市高壓配電中。 

02

高壓集中補償

高壓集中補償是指將電容器裝于變電站或用戶降壓變電站6kV～10kV高壓母線的補償方式；適用于負荷較集中、離配電母線較近、補償容量較大的場所，用戶本身又有一定的高壓負荷時，可減少對電力系統(tǒng)無功的消耗并起到一定的補償作用。

其優(yōu)點是易于實行自動投切，可合理地提高用戶的功率因素，利用率高,投資較少，便于維護，調節(jié)方便可避免過補，改善電壓質量。但這種補償方式的補償經濟效益較差。

03

低壓分散補償

低壓分散補償就是根據個別用電設備對無功的需要量，將單臺或多臺低壓電容器組，分散地安裝在用電設備附近，以補償安裝部位后段用電設備的無功功率。

其優(yōu)點是用電設備運行時，無功補償投入，用電設備停運時，補償設備也退出，可減少配電網和變壓器中的無功流動，從而減少有功損耗；可減少線路的導線截面及變壓器的容量,占位小。缺點是利用率低、投資大,對變速運行，正反向運行，點動、堵轉、反接制動的電機則不適應。 

04

低壓集中補償

低壓集中補償是指將低壓電容器通過低壓開關接在配電變壓器低壓母線側，以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，根據低壓母線上的無功負荷而直接控制電容器的投切。電容器的投切是整組進行，做不到平滑的調節(jié)。

低壓補償的優(yōu)點：接線簡單、運行維護工作量小，使無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網損，具有較高的經濟性，是目前無功補償中常用的手段之一。

PART  04

電容器補償容量計算公式

無功補償容量宜按無功功率曲線或無功補償計算方法確定，其計算公式如下：

QC=p(tgφ1-tgφ2)或是QC=pqc(1)

式中：

Qc：補償電容器容量；

P：負荷有功功率；

COSφ1：補償前負荷功率因數；

COSφ2：補償后負荷功率因數；

qc：無功功率補償率，kVar/kW。

PART  05

電力電容器安全運行要點

01

允許運行電流

正常運行時，電容器應在額定電流下運行，最大運行電流不超過額定電流的1.3倍，三相電流差不超過5%。

02

允許運行電壓

電容器對電壓敏感，損耗與電壓平方成正比。運行電壓一般不超過額定電壓的1.05倍，最高不超過1.1倍。

母線電壓超過1.1倍額定電壓時，需采取降溫措施。

03

諧波問題

電容器回路易產生諧振，導致諧波電流增加。必要時可在電容器上串聯(lián)電抗器，限制諧波電流。

04

繼電保護問題

繼電保護裝置可有效切除故障電容器，保障系統(tǒng)安全運行。

主要保護措施包括：三段式過流保護、過電壓保護、低電壓保護、不平衡電壓/電流保護等。

05

合閘問題

電容器組禁止帶電荷合閘。斷路器斷開后，需等待3分鐘以上才能再次合閘，避免沖擊電流損壞電容器。電容器組不應配置自動重合閘裝置，而應裝設無壓釋放跳閘裝置。

06

允許運行溫度

電容器周圍環(huán)境溫度為40℃至-25℃，內部介質溫度應低于65℃，最高不超過70℃；外殼溫度不應超過55℃，運行時需保持良好通風。

07

運行中的放電聲問題

運行中出現(xiàn)放電聲可能由套管進水、缺油、虛焊或芯子與外殼接觸不良引起。

需針對具體原因進行處理，如擦干套管、補充油液、修理或停運處理。

08

爆炸問題

內部元件擊穿、絕緣損壞、密封不良、漏油、鼓肚、帶電荷合閘、溫度過高、諧波過大等均可能引發(fā)爆炸。

預防措施包括：配置快速熔斷器、安裝電流表監(jiān)測電流平衡、加強巡檢、避免漏油和鼓肚現(xiàn)象。

總而言之，電容補償柜在低壓配電系統(tǒng)中發(fā)揮著不可或缺的作用，其通過優(yōu)化無功功率管理，不僅提升了系統(tǒng)的整體性能和經濟性，還為電力系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運行提供了堅實保障，是現(xiàn)代低壓配電系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。

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