成套低壓電容器的運行與維護

【摘要】現代電力系統中，隨著用電負荷的增加，無功功率直接消耗電能，如何把消耗的這部分無功轉化為有功，補償無功功率，增加電網中有功功率因數的比例，提高電能利用效率，電容器無功補償就顯得尤為重要。電容器采用就地無功補償，可以減少輸電線路輸送電流，起到減少線路能量損耗和壓降，改善電能質量和提高設備利用率的重要作用。現將低壓電力電容器的維護和運行，減少電容器在運行中的故障，作一簡介，供參考。

【關鍵詞】無功補償;低壓電力電容;改善;應用

1.無功補償

電網輸出的功率包括兩部分：一是有功功率，二是無功功率，直接消耗電能，把電能轉變為機械能，熱能，化學能或聲能，利用這些能作功，這部分功率稱為有功功率;不消耗電能;只是把電能轉換為另一種形式的能，這種能作為電氣設備能夠作功的必備條件，并且，這種能是在電網中與電能進行周期性轉換，這部分功率稱為無功功率，如電磁元件建立磁場占用的電能，電容器建立電場所占的電能。電流在電感元件中作功時，電流滯后于電壓90°，而電流在電容元件中作功時，電流超前電壓90°。在同一電路中，電感電流與電容電流方向相反，互差180°。如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件，使兩者的電流相互抵消，使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小，把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯接在同一電路，能量在兩種負荷之間相互交換。這樣，感性負荷所需要的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率補償。

2.低壓電力電容

為了電網中功率因數因數達到或接近一，減少無功損耗，就在電路并聯電容，電容器由充放電效應產生電流，容性電流與感性電流相位相反可以相互抵消，這樣一來供電線路和變壓器發電機就不需要提供電動機需要的感性電流，同樣負載的情況下發電機和變壓器可以選小，相應線路電纜也會減少截面積，經濟效益明顯。在低壓系統中，通過恰當的無功補償方法還可以調整三相不平衡電流。在相與相之間跨接的電感或者電容可以在相間轉移有功電流。因此，對于三相電流不平衡的系統，只要恰當地在各相與相之間以及各相與零線之間接入不同容量的電容器，不但可以將各相的功率因數均補償至接近1，而且可以使各相的有功電流達到平衡狀態。現在將在配電變壓器低壓側和用戶車間配電屏安裝并聯補償電容器分組補償作一介紹。

一般低壓電力電容采用延時投切方式，這種投切靠傳統的接觸器的動作，它具有抑制電容涌流作用，延時投切目的在于防止接觸器過于頻繁的動作時，電容器造成損壞，更重要的是防備電容不停地投切導致供電系統振蕩，這是很危險的。當電網的負荷呈感性時，如電動機電焊機等負載，這時電網電流滯后電壓一個角度，當負荷呈容性時，如過量的補償裝置的控制器，這時電網的電流超前電壓一個角度，即功率因數超前或滯后是指電壓電流的相位關系，通過補償裝置的控制器檢測供電系統的物理量，來決定電容器的投切，這個物理量可以是功率因數或無功電流或無功功率。

如圖1所示：成套的低壓電容由這樣的四組電容組成，每組電容4C14C2并聯星形連接與電抗器4D1串聯，這樣容抗器組合來進行無功補償，電抗器補償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動熄滅，串聯電抗器通常起限流作用。容抗起的投切受接觸器4K1的控制，接觸器4K1的吸合由控制器的接點來控制，控制器根據功率因數的大小來決定投切電容器的組數。電抗器與電容器并排安裝且在一個柜內，電容器運行的穩定與否，溫度至關重要.電抗器運行時溫度溫度可以達到90-100度，接線端子溫度可以達到110度，勢必造成電容器在有限的空間內散熱不良，引起鼓肚漏油甚至爆炸，給設備及人身安全埋下隱患。電容器的壽命縮短不能對設備進行投切，直接影響補償效果。

圖1

3.成套低壓電容運行環境改善與保養

電容器組投入時環境溫度不能低于-40℃，運行時環境溫度：1小時，平均不超過+40℃，2小時平均不得超過+30℃，及一年平均不得超過+20℃。如超過時，應采用人工冷卻（安裝風扇）或將電容器組與電網斷開。 電容器的運行溫度不得超過65度。

為了延長電容器的使用壽命，現將電容器與電抗器之間安裝隔熱板，防止熱量直接進行交換;還有一個措施就是人工安裝冷卻風扇對容抗器進行冷卻，控制方式為任一組電容投入，接觸器的輔助常開接點啟動風扇，四組接觸器的輔助常開節點并聯，保證只要電容器投切，風扇就可靠運行。除以上兩點來提高電容器壽命來講，日常的維護與保養也是十分重要的。

3.1 電容器應有值班人員，應做好設備運行情況記錄。

3.2 對運行的電容器組的外觀巡視檢查，應按規程規定每天都要進行，如發現箱殼膨脹應停止使用，以免發生故障。

3.3 檢查電容器組每相負荷可用安培表進行。

3.4 安裝地點的溫度檢查和電容器外殼上最熱點溫度的檢查可以通過水銀溫度計等進行，并且做好溫度記錄（特別是夏季）。

3.5 電容器的工作電壓和電流，在使用時不得超過1.1倍額定電壓和1.3倍額定電流。

3.6 接上電容器后，將引起電網電壓升高，特別是負荷較輕時，在此種情況下，應將部分電容器或全部電容器從電網中斷開。

3.7 電容器套管和支持絕緣子表面應清潔、無破損、無放電痕跡，電容器外殼應清潔、不變形、無滲油，電容器和鐵架子上面不應積滿灰塵和其他臟東西。

3.8 必須仔細地注意接有電容器組的電氣線路上所有接觸處（通電匯流排、接地線、斷路器、熔斷器、開關等）的可靠性。因為在線路上一個接觸處出了故障，甚至螺母旋得不緊，都可能使電容器早期損壞和使整個設備發生事故。

3.9 如果電容器在運行一段時間后，需要進行耐壓試驗，則應按規定值進行試驗。

3.10 對電容器電容和熔絲的檢查，每個月不得少于一次。在一年內要測電容器的損失角正切值2～3次，目的是檢查電容器的可靠情況，每次測量都應在額定電壓下或近于額定值的條件下進行。

3.11 由于繼電器動作而使電容器組的斷路器跳開，此時在未找出跳開的原因之前，不得重新合上。

3.12 在運行或運輸過程中如發現電容器外殼漏油，可以用錫鉛焊料釬焊的方法修理。

圖2

4.結語

低壓電力電容器是重要的無功補償設備。它在提高負荷的功率因數，減少能量損耗和壓降，改善電能質量和提高設備利用率改善電壓質量提高線路和變壓器的輸送能力等方面發揮了的重要作用。因此加強電力電容器的維護和運行管理是有著深遠意義的。

參考文獻

[1]《進網作業電工培訓教材[M].遼寧科學技術出版社，1993.

[2]劉介才.工廠供電[M].機械工業出版社.2003.