我們經(jīng)常在配電房里可以看到低壓電容柜或者補償柜或者高壓電容器，相信朋友們都不陌生。電容柜裝在高壓柜側(cè)的，叫做高壓集中補償；裝在低壓側(cè)的，叫做低壓就地補償，基本以低壓就地補償?shù)臑槎鄶?shù)。那電容補償柜有什么作用呢？電容補償柜原理又是什么呢？請接著看下去。
1、從電容柜的模擬圖說起
低壓電容柜模擬圖
上面是一張普通的低壓電容柜模擬圖。從圖中我們可以看到低壓電容柜是并聯(lián)在低壓母線上的。低壓電容柜柜型為GGD；低壓電容柜的內(nèi)部元器件有熔斷器式刀開關(guān)、電流互感器、斷路器、交流接觸器、熱繼電器、補償電容、低壓避雷器等，電容補償柜面板配置三相電流表、電壓表、電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)、低壓無功功率自動補償控制器(如果控制器有功率因素顯示，可不另配功率因數(shù)表；反之，需要配置功率因素表)。高壓電容器也差不多，不過內(nèi)部元器件全部換成相應(yīng)高壓等級的了，整體看上去比低壓電容柜要大許多。
現(xiàn)在很多電容柜內(nèi)部是沒有熱繼電器的，在熱繼電器的地方取而代之的是一個小型電抗器，起抑制線路電流突變和諧波的作用，從而保護末端的補償電容。
2、電容補償柜主要元件選型和配置
以下內(nèi)容側(cè)重介紹電容補償柜柜內(nèi)元件，對補償柜面板上元件的配置不做介紹。
①主開關(guān)選擇
昌暉儀表在大量工程實踐中總結(jié)了這個經(jīng)驗：電容補償柜主開關(guān)應(yīng)采用帶保護功能的熔斷器式刀開關(guān)，對保證系統(tǒng)安全性很有幫助。選擇熔斷器式刀開關(guān)時應(yīng)注意：電容器投切時電流很大，熔斷器必須躲過電容器的啟動電流。
②電容器選擇
◆在車間母線段根據(jù)負荷狀況采用120kvar或160kvar的電容補償柜來就地補償，低壓配電室采用250kvar或300kvar的電容補償柜集中補償，這樣不僅能滿足補償要求，而且節(jié)能、故障時容易找到電容器及其配套產(chǎn)品備件更換、可以使用標(biāo)準(zhǔn)的GGD柜體。
◆單臺電容器不要選太大也不宜太小，根據(jù)負荷狀況、安裝位置、建議單臺電容器容量應(yīng)在16-30kvar之間。
◆電容器額定電壓選擇
如果使用單位沒有使用高端電容器的投入預(yù)算，欲保證過壓運行時電容器仍能長時間正常工作，昌暉儀表建議在變壓器低壓側(cè)電容器額定電壓選擇0.415kV，過壓保護調(diào)至0.42kV，線路末端可適當(dāng)采用0.4kV電容器，讓電容器額定電壓參數(shù)有較大余量，可有效降低電容器故障率。
③電容器切換接觸器參數(shù)選擇
電容補償柜中的接觸器出現(xiàn)觸頭粘結(jié)、線圈燒毀等現(xiàn)象，基本與接觸器配置不合理和接觸器實際參數(shù)指標(biāo)低于說明書參數(shù)指標(biāo)有關(guān)。所以建議配套接觸必須提高一級選型。
④單臺電容器配線選擇
電容器工作環(huán)境溫度可高達50℃，昌暉儀表建議導(dǎo)線載流量按照50℃選擇更恰當(dāng)！經(jīng)計算、校正的常用規(guī)格BVR導(dǎo)線50℃的載流量見下表
經(jīng)過計算的常見補償柜電容器導(dǎo)線選型標(biāo)準(zhǔn)(導(dǎo)線最小載流量按照GB50227-2017條款規(guī)定的1.5倍電容器額定電流計算，電容器以BZMJ型為例)見下表，此表可作為單位收電容補償柜導(dǎo)線驗收的參考標(biāo)準(zhǔn)
⑤單臺電容器保護電器選擇
目前有成套廠家采用微型斷路器替代熔斷器作為電容器保護電器，根據(jù)大量現(xiàn)場反饋信息來看，使用結(jié)果不盡人意！昌暉儀表建議：在低壓室及車間線段電容器保護電器首選熔斷器加熱繼電器的保護形式。
⑥補償柜二次線路電壓選擇
昌暉儀表建議補償柜二次線路統(tǒng)一采用AC380V，不主張采用AC220V，這其中原因因文章篇幅所限不深入解讀。
總之，為了檢修維護便利，建議補償柜形式不能太多，應(yīng)集中采用120kvar、160kvar、250kvar、300kvar，單臺電容器采用16kvar、20kvar、25kvar、30kvar，其額定電壓、配套接觸器、導(dǎo)線、保護電器可按照前面的要求選取。對于電容補償柜柜型應(yīng)采用GGD，功能必須齊全，有條件可采用無觸點開關(guān)投切電容器的補償柜。
3、什么是無功功率，為什么要無功補償？
無功功率，就是只進行了電能形式的轉(zhuǎn)換，而不是被消耗掉的功率。我們都知道，電氣設(shè)備有阻性、容性、感性三種性質(zhì)。阻性，很好理解，電阻形式的，電流通過阻性的元器件就是被消耗掉了的，例如電吹風(fēng)機通過電阻絲把吹出來的空氣加熱，從而電能就轉(zhuǎn)變成了熱能。
容性和感性就不一樣了。容性，比如電容器，只是將電能儲存起來了，在需要的時候還是可以釋放出來的；感性也是，比如電抗器，是將電能轉(zhuǎn)換成了磁場保存起來了，也是可以釋放出來的。所以，從某種意義上來說，它們是不做功的，所以稱之為“無功功率”。
不過，無功功率并非無用功，它實際上是工業(yè)的基礎(chǔ)。沒有無功，只有阻性元器件產(chǎn)生的有功功率的話，根本無法建立起如今的工業(yè)繁榮。最常見的，電動機需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動機械運動，電動機的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒有無功功率，電動機就不會轉(zhuǎn)動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。
所以，在正常情況下，用電設(shè)備不但要消耗有功功率，同時還需要從電源中取得無功功率。
如果用電設(shè)備沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運行。
如果用電設(shè)備沒有足夠的無功功率，向電網(wǎng)中索要無功功率，就會增加電網(wǎng)的損耗，加大線路的電壓降，從而影響整個電網(wǎng)的正常運行。所以，基本上配電房里都會有電容補償柜，用作就地補償；而且供電公司一般要求電容補償?shù)墓β室蛩剡_到0.9以上。
當(dāng)然，供電公司也不允許過多的無功輸送到電網(wǎng)中，因為這樣會導(dǎo)致線路的電壓升高。所以，電容補償柜一般都有個投切開關(guān)，投到“自動”檔位，就可以根據(jù)實際情況投入所需要的電容數(shù)量了。
4、電容補償多少合適?
以一臺500kVA的變壓器為例，一般來說，配電變壓器的無功補償容量約為變壓器容量的20%-40%，一般設(shè)計人員以30%來估算，即選取150Kvar為最大補償容量，也就是安裝容量。下面就是針對一臺500kVA的變壓器的無功補償方案：
無功補償容量：150kvar 3×40kvar(20kvar 20kvar)；1×30kvar(20kvar 10kvar)
智能電容器數(shù)量：3臺SWL-8MZS/450-20.20；1臺SWL-8MZS/450-20.10
如果有電動機、變頻器等設(shè)備，無功補償?shù)乃惴ㄅc變壓器的算法又有些不一樣了。
也可以通過補償前后的功率因素對比來計算所需的無功補償容量，比如：
①某工廠的有功功率為600kW，無功功率為800kvar，視在功率就是1000kVA，相應(yīng)的功率因素就是600/1000=0.6。
②查詢無功補償容量計算系數(shù)表，根據(jù)補償前后找到相應(yīng)的系數(shù)F。如補償前為0.6，補償后想達到0.95，可以查得系數(shù)F=1.005。
③再通過計算公式：有功功率*系數(shù)F，就等于所需要補償?shù)臒o功總量了。600×1.005=605kvar。
④根據(jù)實際情況，可以適當(dāng)放大一些余量，以防后續(xù)增添設(shè)備后無功不足。
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