低压电路中无功功率补偿柜的选型与应用

低压电路中无功功率补偿柜的选型与应用

王鑫铎

中国石油四川石化公司（成都，四川）611930

摘要：随着社会的发展，人们对生活用电的需求逐渐增加。电压是当今衡量电能质量的重要质量指标。电压对于电路的整体操作很有着很重要的意义。通过正确对电压值进行管理和控制，可以有效减少出现线路损坏的现象，在很大程度上能够确保电网的稳定运行，并为居民提供充足的电力。无功电的强度是决定电压质量的重要因素，通过适当地对无功电力进行管理和控制，可以有效地提高用电水平。本文介绍了无功补偿柜工作的基本原理，并对补偿柜的组成作了简单的介绍，探讨了低压电路中无功功率补偿柜的选型与应用。

关键词：低压电路；无功功率补偿柜；选型；应用

引言

国家供用电要求:无功功率应就地平衡，用户应尽量提高用电设备的自然功率因数，如使用节能变压器和节能电机。另外，应根据负载情况设计和安装无功补偿设备。补偿设备能跟随负荷的变化及时投入或切除。根据补偿装置类型的不同，分为动态补偿和静态补偿。选择好补偿装置的类型，可以更好的达到补偿的效果。

1变电设计中无功补偿在电力系统中的重要作用

电力系统中无功补偿的主要目标是减少有效功率和电压的损耗，以及通过有效的局部补偿来改善供电条件和供电质量。无功补偿在电力系统中的重要作用主要表现在以下几个方面：首先，在供电过程中，无功补偿可以有效减少电压设备、传输电线和电源线中带来的电力损耗和浪费，也可以提高供电效果并减少金钱的浪费。其次，它可以有效地提高供电的功率因数，提高供电效率，并减少在供电过程中出现的电压损耗。第三，可以减少成本。降低能源供应成本，能够促进我国电力工业的稳定健康发展。因此，变电设计的设计师必须制造一定的计划，并且对无功补偿装置的设计需要引起人员足够的注意。

2无功补偿装置的构成

无功补偿柜主要组成部分有:（1）控制部分。如控制器，它是整个无功补偿的大脑，它发出指令从而控制着补偿柜的投切开关来达到投入和切除电容器的目的。另外，还有温控器等二次原件。（2）显示部分。如电流电压表、指示灯等。（3）投切部分。目前常用的接触器，同步开关、可控硅等几种类型。（4）保护部分。如熔断器、断路器、避雷器等。（5）产生无功电流部分。如电抗器串联电容器。（6）其他。如柜体、散热分机、连接铜牌等。

3低压电路中无功功率补偿柜选型设计

3.1无功功率补偿柜设计的改进

在对电容器的选择上，应以城市100/n浪涌电流和电压高1个等级的电容为基本前提，如果将400V的电容以440V的电容取代，那么FRAKO电容相应的就需要承受210~310/n的浪涌电流。一旦电压等级较高，需要提升浪涌电流能力，该做法能够应对谐波情况，延长装置使用周期。在满足使用功能的基础上，为达到节能目的，可选取环保型的干式电容，控制能耗在0.2~W/Kvar，同时使用多种技术手段，如分段薄膜技术等，对于电容器有预充电电阻作用，为避免出现电容损害情况，可维持内置保险的情况下，将装置升级和改造成自愈式，特别要注意的是，不能选用油浸式电容，否则难以抵御火灾风险。在对电容器的保护上，首先，应检查供电侧的用电质量，确保用电质量在可控范围内，如果超出V-THD<3%和I-THD<10%标准，应及时采取补偿措施，可采用具有解谐功能的补偿柜，或者是采用8%~10%的电抗器，该做法不仅能够避免系统电容出现共振现象，而且还在增加电容使用周期。其次，不能继续使用空气开关，而是要选用熔断器隔离开关来代替，为确保电容投切，还可以选用功能型的复合开关（可控硅与交流接触器相连接），防止出现接触器拉弧问题。再次，在对无功功率补偿装置的设计上，要留出35%~45%的余量，在可控范围内适当放大内部电缆，内部电缆应以A级阻燃电缆为基础，并具有高度的阻燃性质。最后，在构思和设计控制线路时，选用的控制器设备，需要以单片机为条件，根据负荷侧有功及无功情况，采集与收集数据，经分析计算后，发出相应工作指令，对备用电容器自动识别。

3.2无功功率补偿柜柜体的选型设计

在对无功功率补偿柜柜体的选型设计上，应严格遵循无功功率补偿原则，即为全面规划、合理布局和分级补偿，既要促进配电网安全运行，又要符合分线、分站变电站，还要满足总无功需求。采用多种补偿方式时，应以降损和调压相结合，以降损为主、兼顾调压，确定低压集中补偿、电动机定补，合理设计无功功率补偿装置。对于电容器和电抗器的设置，两者要隔离开来，除了确保每个柜体之间留有一定距离，也要熔断器隔离电缆、母排等器件。与此同时，要合理使用强制通风系统，结合电容器经验法则，控制运行温度范围为40~45℃。很多无功功率补偿装置需要较高通风条件，前后端需设置进风口，同时，要增加抽风扇形成风道，为避免风扇意外跌落，要加以稳固后，添加配套的恒温调节器、报警装置等，第一时间内检测出跳闸、风口堵塞等问题。当然，柜子选型设计时要遵循安全原则，规范操作电容器的装配，加用安全防护板，距离柜子顶部180~200mm，便于通风和散热。

4低压电路中无功功率补偿柜的应用

4.1使用功能

低压无功功率补偿柜具有在使用功能上，具有保护、时钟、电压统计、监测功能、通讯、自动稳零、故障自诊断等。具体内容如下：（1）保护：保护功能具体体现在掉电保护、过压保护、过流保护等。（2）时钟：时钟功能作为时间坐标使用，用来统计运行量及异常事件。（3）电压统计：电压直接影响到装置运行，需要从电压合格率、运行时间、电压范围等处着手。（4）监测功能：装置除了测量10~15次谐波并实时显示出数据外，还具有记录分析仪、数据采集器、数显表等功能，在实际测量时需用到电流（I）、电能（WH、QH）、频率（F）、功率因数（COS￠）、谐波（%）等参数。（5）通讯：装置与RS485（RS232）通讯口连接，经远程系统操作，呈现出外方式布局，依托于MODBUS通讯设备，创建适宜的电量管理方案。（6）自动稳零：在装置时间和温度变化下，具备自动校准零点功能，经输入CJK2W，可选取测量系统，或是加以更改和设定PT、通讯等。（7）故障自诊断：在设置抗电磁干扰基础上，将运行数据显示在液晶屏幕上，还可以在串行口输出，对可能出现的故障达到自动诊断的目的。

4.2功能选择

城市配电网为促进正常运行，需要高度坚持无功功率补偿为主原则，为实现监测功能的多样性，用户在具体使用上，可引入配电+补偿+计量原则；对于农网的设置，为满足农户需求，需要结合场合，明确选用适宜的无功功率补偿装置。无功功率补偿配置实际应用过程中，需要遵循平衡原则、电力部门补偿与用户补偿相结合，同时，对于特殊线路的使用，要采取重点降损的措施。此外，低压无功功率补偿还应注意产品选型、功能选取、补偿容量、采样方式、无功倒送、三相不平衡、电容器保护、装置结构形式及通讯问题等，需根据实际用电负荷，优化无功功率补偿装置。

结束语

无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置的类型，以及装置内部元器件，才可以起到无功补偿的作用。反之，如选择或使用不当，严重时可能造成供电系统进线断路器异常跳闸，电压波动不稳定，补偿柜内部的元器件频繁损坏、谐波放大等问题。

参考文献

［1］胡成群．谐波的成因、危害及抑制方法［J］．农村电工，2013，21(01):41－42．

［2］洪振峰.无功补偿技术在电气自动化中的应用探讨[J].民营科技,2017(03):58.