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常任亮等：电容器过补偿的危害及防范措施
电容器过补偿 的危害及防范措施
TheHarmsandPrecautionsofCapactitors’over—Compensation
常仕亮 黄孝超
(重庆市电力公司万州供 电局 ，重庆 4040O0)
摘 要：为了降低损耗 ，通常安装补偿电容器提高功率因数 ，达到降损节能的目的。电容器投入后运行在过补偿状态，会带来力调电费增加、线损增
加、电压降低三个主要方面的危害。本文结合电容器过补偿造成力调电费增加的案例，分析危害后提出了具体的防范措施，以减少不必要的损失。
关键词：过补偿电费；线损；电压；防范措施
1 接线方式及电量情况
根据 《多功能电能表通信规约》电能量四象限的定
由于乙公司用电容量较大(变压器容量为 4000KVA，
义，将用电线路等效为单相电路，对过补偿定义作如下阐
大工业客户)，供 电部门在 甲变 电站架设了10kV专用线
述。通信规约规定：以电压
为参考矢量，电流 jr随相
路供 电(见图 1)，计量结算点设置在乙公司 #901开关
位角 按顺时针方向旋转，四象限依次表示为 I、II、III、
处，投产一个多月 内，样901开关计量的电量值见表 1。
Ⅳ象限(等效电路和示意图见图2)。
从 图2看出，正常情况下应运行在 I象限，电路呈感
性，如果投入的电容器较多，较大的电容电流
l，电能表将运行于Ⅳ象限，此时
= (0～一90)。
图 1 接线方式
电路呈容性 ，运行于此区间就是 电容器过补偿。
表 1 电量情况表
3 过补偿的危害之一 ：增加力调 电费
3．1 乙公司运行状态分析
从表 1中可以看 出，#901开关多功能电能表计量
2 电容器过补偿的定义
的Ⅳ象限无功电量比I象限无功电量大得多，经查询乙
公司电气值班情况，该公司投运后在变压器 0．4kV侧大
量投入补偿 电容，使电能表经常运行于 Ⅳ象限，处于过
补偿状态，造成无功电量大大增加，功率因数特别低。
3．2 电费计算
乙公司属大工业客户，按照现行电价文件，基本电费
执行26元 ／KVA．月，电度电价执行0．601元／kWh，功率
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电容补偿过高怎么办
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微信用户求助：补偿过高怎么办
一般来说，配电变压器的无功补偿容量约为变压器容量的20%～40%，对200KVA的配电变压器，补偿量约为40Kvar~80Kvar.准确计算无功补偿容量比较复杂，且负荷多经常变化，计算出来也无太大意义，一般设计人员以30%来估算，即选限60Kvar为量大补偿容量，也就是安装容量。
补的太少，起不到多大作用，需要从网上吸收无功，功率因数会很低，计费的无功电能表要“走字”，记录正向无功；电容器补的太多，要向网上送无功，网上也是不需要的，计费的无功电能表也要“走字”，记录反向无功；供电企业在月底计算电费时，是将正向无功和反向无功加起来算作总的无功。
供电企业一般将功率因数调整电费的标准定为0.9。若月度平均功率因数在0.9以下，就要罚款，多支出电费，若月度平均功率因数在0.9以上，就受奖励。少支出电费。
一般来说，配电变压器的无功补偿容量约为变压器容量的20%～40%，对200KVA的配电变压器，补偿量约为40Kvar~80Kvar.准确计算无功补偿容量比较复杂，且负荷多经常变化，计算出来也无太大意义，一般设计人员以30%来估算，即选限60Kvar为量大补偿容量，也就是安装容量。
电容器补的太少，起不到多大作用，需要从网上吸收无功，功率因数会很低，计费的无功电能表要“走字”，记录正向无功；电容器补的太多，要向网上送无功，网上也是不需要的，计费的无功电能表也要“走字”，记录反向无功；供电企业在月底计算电费时，是将正向无功和反向无功加起来算作总的无功。
供电企业一般将功率因数调整电费的标准定为0.9。若月度平均功率因数在0.9以下，就要罚款，多支出电费，若月度平均功率因数在0.9以上，就受奖励。少支出电费。
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电容器补的太少，起不到多大作用，需要从网上吸收无功，功率因数会很低，计费的无功电能表要“走字”，记录正向无功；电容器补的太多，要向网上送无功，网上也是不需要的，计费的无功电能表也要“走字”，记录反向无功；供电企业在月底计算电费时，是将正向无功和反向无功加起来算作总的无功。
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电容补偿如果超前的话会有谐振过压的危险.谐振过压的原理是:电容补偿超前的系统,如果在运行中发生了掉闸而脱离电网,那么系统进入了异步发电状态后随着电机转速的下降频率下降但电压却会反常的上升,由于此时系统的谐振频率低于50赫兹,随着频率的下降越靠近谐振频率电压也就越高,当频率下降到谐振频率时即发生串联谐振,电压也会急剧上升而产生很高的过电压,此过电压发生的时间虽然很短但破坏力极大.
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如何解决电容器无功补偿中的谐波问题
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在用并联电容器进行无功补偿的供电系统中电网以感抗为主电容器支路以容抗为主。在工频条件下并联电容器的容抗比系统的感抗大得多，可发出无功功率对电网进行无功补偿。但在有谐波治理背景的系统中大量的非线性负荷会产生大量的谐波电流注入电网，对这些谐波频率而言，电网感抗显著增加而补偿系统容抗显著减小导致谐波电流大部分流入电容器支路，若此时电容器的运行电流超过其额定电流的1.3倍，电容器将会因过流而产生故障。
谐波源有两种一种是谐波电流源，这些用电设备中的谐波含量取决于它自身的特性和工作状况基本上与供电系统参数无关。另外一种是谐波电压源。发电机在发出基波电势的同时也会有谐波电势产生，其谐波电势大小主要取决于发电机本身的结构和工作状况。实际上，在电网中运行的发电机和变压器等电力设备，输出的谐波电势分量很小几乎可以忽略。因此，在供电系统中存在并实际发生作用的谐波源，主要是谐波电流源。谐波治理针对无功补偿系统的调谐频率，如果电网中存在该特定频率的谐波电流源则该谐波将直接被放严重时还会发生并联谐振或串联谐振。系统谐振将导致谐波电压和电流明显地高于在无谐振情况下出现的谐波电压和电流。
一、谐波与串联谐振
当上一级电网系统电压波形严重畸变时此时的谐波源相当于一个很大的电压源。谐波电压将在变压器的感抗和电容器的容抗间形成串联回路。当感抗和容抗相等时，将形成串联谐振。此时谐波电压将在串联回路上形成强大的电流直接流经补偿电容器使电容器因过流而迅速故障。
二、谐波与并联谐振
当电网中的谐波主要由非线性用电负荷产生时，此时的谐波源可看作一个很大的电流源，其产生的谐波电流加在系统感抗和电容器的容抗之间，形成并联回路。当电网阻抗和电容器阻抗相等时，将形成并联谐振。此时，即使系统中的N次谐波电流不大，流入电容器的N次谐波电流也将会很大（理论上为无穷大，实际上，由于存在电阻，谐波电流为一很大的有限值），被放大的谐波电流流经电容器时可导致其内部组件过热而出现故障。
无源滤波器是传统的进行无功补偿和谐波治理的方法，具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠、维护方便等优点因此被广泛采用。但是无源滤波器的滤波性能受系统和负载参数的影响较大，易于与系统发生并联谐振，导致谐波放大从而使滤波器过载甚至烧毁，另外它只能消除特定次的谐波，动态性能相对较差，无功补偿效果也不是很理想。为此，急需开发出新的装置来弥补上述缺陷。
由以上分析可见在有谐波治理背景的供电系统中单独使用电容器进行无功补偿时若发生并联谐振或串联谐振大部分谐波电流将流随着电力电子技术的发展，用晶闸管实现的静止无功补偿装置因其优良的性能而被广泛应用。例如，有一种兼有谐波治理功能的动态无功功率补偿装置叫做晶闸管投切电容器TSC这种装置性能良好，被很多场合采用，但线路组成比较复杂，故障点多，维护量相对较大。该装置根据局部电网低功率因数设置固定电容器，根据谐波的阶次由电抗器串联固定电容器组成LC谐波吸收回路根据电网功率因数变化量来调节相控电抗器的大小实现局部电网无功补偿和谐波治理。相对TSC来说，该装置线路简单，故障率低，运行也较稳定，值得推广。
对于系统中常见的主要的谐波，可接近谐振并呈现很低的阻抗，使谐波电流流入滤波器，从而可同时达到无功补偿和滤除谐波的目的。由于系统中存在的谐波电流通常有多个频率，若采用单调谐滤波器来滤除谐波，则需安装多个滤波器。此时需注意，在投切滤波器时，必须从低次向高次逐次投入，而在切除时则必须从高次向低次依次切除。否则，不仅不能达到抑制谐波电流的作用，反而会将其放大。研究表明，该装置结构简单，易于实现，有实际应用和推广价值。近来又开发出一种新型无功补偿兼谐波治理装置——晶闸管投切滤波器。它兼有传统TSC和电力滤波器的优点，并且可抑制因负载变动而引起的电网电压波动。在基波频率下，TSF的基波阻抗呈容性，可向系统输出无功功率，并且其大小可通过晶闸管进行调节。
本文转载谐波治
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主要经营谐波治理，有源电力滤波器。
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配电柜为什么要进行电容补偿？电容补偿有何作用？如何补偿？
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一、电容补偿原理：电容补偿时电容和负载是并联连接的，电容就和电库一样，当负载增大时，由于电源存在内阻，电源输出电压就会下降，由于电容的两端要维持原来的电压，也就是电容内的电量要流出一部分，延缓了电压的下降趋势，就是电容补偿原理。 二、答案一楼已解释三、如何计算无功补偿电容？例提：知道负载电流1800A，电压400V，功率因数0.4，问功率因数提高到0.95需要多少容量电容？答：1》负载电流1800A的功率：P＝1.732×U×I×COSφ＝1.732×0.4×≈500(KW)功率因数从0.4提高到0.95时，每KW功率需电容补偿量为1.963KVAr,总电容补偿量：Qc＝500×1.963≈982(KVAr)
采纳率：33%
电力系统中，电动机及其它有线圈的设备用的很多，这类设备除从线路中取得一部分电流做功外，还要从线路上消耗一部分不做功的电感电流，这就使得线路上的电流要额外的加大一些，功率因数就是用来衡量这一部分不做功的电流的，当电感电流为0时，功率因数等于1，当电感电流所占比例逐渐增大时，功率因数逐渐下降，显然，功率因数越低，线路额外负担越大，发电机、电力变压器及配电装置的额外负担也较大，这除了降低线路及电力设备的利用率外，还会增加线路上的功率损耗，增大电压损失，降低供电质量。为此，应当提高功率因数。提高功率因数最方便的方法就是并联电容器，产生电容电流抵消电感电流，将不做功的所谓无功电流减小到一定范围以内。无功电源同有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的部分，在电力系统中应保持无功平衡，否则，将会使系统电压降低，设备损坏，功率因数下降，严重时，会引起电压崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故，因此，解决电网无功容量不足，增装无功补偿设备，提高网络的功率因数，对电网降损节电，安全可靠运行有着极为重要的意义。
一楼强人。
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