并聯電容器過補償的危害和預防 _知識百科

1 過補償的危害
    (1) 抬高網絡電壓。抬高網絡電壓主要發生在變壓器。我們用變壓器的等值電路圖來說明。
    變壓器等值電路如圖1 。 r1,r2,x1,x2分別是原邊，副邊繞組的電阻和電抗，U1是原邊電壓，U2是換算到原邊的副邊電壓，c′代表容性負荷。令r=r1+r2,x=x1+x2，則圖1可簡化成圖2 。
    因負荷是容性的，故I1超前于U′2，設超前的相角為Φ 。在變壓器中，電抗遠大于電阻，即x＞＞r，我們可以作出該電路的向量圖如圖3 。由圖中可以看出，U′2＞U1，若U1＝Ue(額定電壓)，則V2＞Ve 。
    電壓升高，不僅威脅線路和設備的安全，也威脅電容器自身的安全。我國電容器產品標準規定電容器的最高運行電壓如表1所示。由表1可知，電壓超過1.1Ue，電容器就必須退出運行，否則將因過電流而發熱升溫，縮短其使用壽命甚至立即燒毀。
表1 電容器最高運行電壓
    (2) 增加有功損耗。
    過補償從三個方面增大了有功損耗：
    ① 無功倒送的損耗：
    無功功率向電源方向倒送，和順送時一樣造成電壓損失和電能損失，倒送的無功越多，電壓損失和電能損失就越大。
    ② 多余的電容器ΔC的有功損耗：
    電容器的有功損耗，主要是介質損耗，它占電容器有功損耗的98%以上。介質損耗可用下式計算：
       ΔP＝2πfcu2tgδ
式中 δ——電容器的介質損失角
       f——電源頻率 Hz
       C——電容器電容量 μF
       V——電容器端電壓 kV
    多余電容器的有功損耗為：
        Δ=2πf(ΔC)V2tgδ
式中 ΔC——多余電容器的電容量
    ③ 電容器因電壓升高而增加的有功損耗：
    這一損耗與電壓升高量的平方成正比。設電壓升高ΔU，則增加的損耗為：
        ΔP=2πfC(ΔU)2tgδ
    (3) 降低功率因數，增加電費負擔。
     供電部門為防無功電能表倒轉，不再采用Dx2 型無功電能表而普遍采用DXT—M型雙向無功脈沖電能表。無功功率的正向或反向流動，無功電能表都是正轉，即一律被記錄為無功消耗。根據下式：
    cosφ=
式中   AP——有功電能 kW•h
       AQ——無功電能 kvar
    從上式可以看出，AQ上升，cosφ就下降。按《功率因素調整電費辦法》，當功率因數低于規定標準時，電價就要提高，從而要多付出電費。
2 預防過補償的措施
    (1) 采用電容器自動投切裝置。
    這種裝置使用了電子技術，能檢測電網中負荷的變化，并根據負荷的變化自動投入或切除電容器組。這是避免過補償的最有效辦法。
    (2) 設計中限制補償容量，并在運行中加強監視。
    采用電容器自動投切裝置需在較大的投資，不是任何地方都有條件，也不是任何地方都有必要。在不采用電容器自動投切裝置的地方，在設計配置電容器時，不要將功率因素提得太高，這樣就給無功補償留有余地，過補償時可能性就會減少。更何況，功率因素提高到0.9以后，若再要提高，其經濟性相對較差，需要大幅度增加投資和運行費用。
    為防過補償，各地要制定電容器運行規程并嚴格執行，以加強對電容補償裝置的監視，根據負荷變化情況，及時投切電容器組。