低压电容无功补偿原理原文Word文档格式.docx
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补偿装置选择非等容电容器组，这种方式补偿效果更加细致，更为理想。
还可采用分相补偿方式，可以解决由于线路三相不平行造成的损失。
4.在无功功率补偿装置的应用方面，选择那一种补偿方式，还要依电网的状况而定，首先对所补偿的线路要有所了解，对于负荷较大且变化较快的工况，电焊机、电动机的线路采用动态补偿，节能效果明显。
对于负荷相对平稳的线路应采用静态补偿方式，也可使用动态补偿装置。
一般电焊工作时间均在几秒钟以上，电动机启动也在几秒钟以上，而动态补偿的响应时间在几十毫秒，按40毫秒考虑则从40毫秒到5秒钟之内是一个相对的稳态过程，动态补偿装置能完成这个过程。
二、无功功率补偿控制器
无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电流型。
选择那一种物理控制方式实际上就是对无功功率补偿控制器的选择。
控制器是无功补偿装置的指挥系统，采样、运算、发出投切信号，参数设定、测量、元件保护等功能均由补偿控制器完成。
十几年来经历了由分立元件--集成线路--单片机--DSP芯片一个快速发展的过程，其功能也愈加完善。
1.功率因数型控制器
功率因数用cosΦ表示，它表示有功功率在线路中所占的比例。
当cosΦ=1时，线路中没有无功损耗。
提高功率因数以减少无功损耗是这类控制器的最终目标。
这种控制方式也是很传统的方式，采样、控制也都较容易实现。
*"
延时"
整定，投切的延时时间，应在10s-120s范围内调节"
灵敏度"
整定，电流灵敏度，不大于0-2A。
*投入及切除门限整定，其功率因数应能在0.85（滞后）-0.95（超前）范围内整定。
*过压保护设量
*显示设置、循环投切等功能
这种采样方式在运行中既要保证线路系统稳定、无振荡现象出现，又要兼顾补偿效果，这是一对矛盾，只能在现场视具体情况将参数整定在较好的状态下工作。
即使调整的较好，也无法祢补这种方式本身的缺陷，尤其是在线路重负荷时。
举例说明：
设定投入门限；
cosΦ=0.95（滞后）此时线路重载荷，即使此时的无功损耗已很大，再投电容器组也不会出现过补偿，但cosΦ只要不小于0.95，控制器就不会再有补偿指令，也就不会有电容器组投入，所以这种控制方式建议不做为推荐的方式。
2.无功功率（无功电流）型控制器
无功功率（无功电流）型的控制器较完善的解决了功率因数型的缺陷。
一个设计良好的无功型控制器是智能化的，有很强的适应能力，能兼顾线路的稳定性及检测及补偿效果，并能对补偿装置进行完善的保护及检测，这类控制器一般都具有以下功能：
*四象限操作、自动、手动切换、自识别各路电容器组的功率、根据负载自动调节切换时间、谐波过压报警及保护、线路谐振报警、过电压保护、线路低电流报警、电压、电流畸变率测量、显示电容器功率、显示cosΦ、U、I、S、P、Q及频率。
由以上功能就可以看出其控制功能的完备，由于是无功型的控制器，也就将补偿装置的效果发挥得淋漓尽致。
如线路在重负荷时，那怕cosΦ已达到0.99（滞后），只要再投一组电容器不发生过补，也还会再投入一组电容器，使补偿效果达到最佳的状态。
采用DSP芯片的控制器，运算速度大幅度提高，使得富里叶变换得到实现。
当然，不是所有的无功型控制器都有这么完备的功能。
国内的产品相对于国外的产品还存在一定的差距。
3.用于动态补偿的控制器
对于这种控制器要求就更高了，一般是与触发脉冲形成电路一并考虑的，要求控制器抗干扰能力强，运算速度快，更重要的是有很好的完成动态补偿功能。
由于这类控制器也都基于无功型，所以它具备静态无功型的特点。
电容的作用
滤波作用，在电源电路中，整流电路将交流变成脉动的直流，而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。
在实际中，为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化，所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容．由于大容量的电解电容一般具有一定的电感，对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除，故在其两端并联了一只容量为0.001--0.lpF的电容，以滤除高频及脉冲干扰。
耦合作用：
在低频信号的传递与放大过程中，为防止前后两级电路的静态工作点相互影响，常采用电容藕合．为了防止信号中韵低频分量损失过大，一般总采用容量较大的电解电容。
电容的重要性汹涌的河水流入到湖泊中,再让它流出来,那就显得平静而柔和了.电容就应该是充当了湖泊的作用吧.让电流更纯净没有杂波.
所谓电容，就是容纳和释放电荷的电子元器件。
电容的基本工作原理就是充电放电，当然还有整流、振荡以及其它的作用。
另外电容的结构非常简单，主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成，所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。
在计算机系统的主板、插卡、电源的电路中，应用了电解电容、纸介电容和瓷介电容等几类电容，并以电解电容为主。
纸介电容是由两层正负锡箔电极和一层夹在锡箔中间的绝缘蜡纸组成，并拆叠成扁体长方形。
额定电压一般在63V～250V之间，容量较小，基本上是pF（皮法）数量级。
现代纸介电容由于采用了硬塑外壳和树脂密封包装，不易老化，又因为它们基本工作在低压区，且耐压值相对较高，所以损坏的可能性较小。
万一遭到电损坏，一般症状为电容外表发热。
瓷介电容是在一块瓷片的两边涂上金属电极而成，普遍为扁圆形。
其电容量较小，都在pμF（皮微法）数量级。
又因为绝缘介质是较厚瓷片，所以额定电压一般在1～3kV左右，很难会被电损坏，一般只会出现机械破损。
在计算机系统中应用极少，每个电路板中分别只有2～4枚左右。
电解电容的结构与纸介电容相似，不同的是作为电极的两种金属箔不同（所以在电解电容上有正负极之分，且一般只标明负极），两电极金属箔与纸介质卷成圆柱形后，装在盛有电液的圆形铝桶中封闭起来。
因此，如若电容器漏电，就容易引起电解液发热，从而出现外壳鼓起或爆裂现象。
电解电容都是圆柱形（图1），体积大而容量大，在电容器上所标明的参数一般有电容量（单位:
微法）、额定电压（单位:
伏特），以及最高工作温度（单位:
℃）。
其中，耐压值一般在几伏特～几百伏特之间，容量一般在几微法～几千微法之间，最高工作温度一般为85℃～105℃。
指明电解电容的最高工作温度，就是针对其电解液受热后易膨胀这一特点的。
所以，电解电容出现外壳鼓起或爆裂，并非只有漏电才出现，工作环境温度过高同样也会出现。
1、滤波
2、电容既不产生也不消耗能量，是储能元件
3、抗干扰和电位隔离
4、在工业上使用的负载主要是电动机感性负载,所以要并电容这容性负载才能使电网平衡
5、通交隔直（交流通过，直流隔断）
6、电容器在电力系统中是提高功率因数的重要器件；
在电子电路中是获得振荡、滤波、相移、旁路、耦合等作用的主要元件
7、补尝功率因数
电力设备运行时，一般消耗电网中的电能，由于根据电气设备的分为电热、电感及电容型之分，其运行时的总电能为有功和无功这两部分组成，而有功部分是我们平时设备由电能转化为形式的能量这部分，而无功部分则是用电设备消耗电网中的电能转化为热能的这部分，由于一般电气使用电动机为主，其主要反映为电感设备，如与其配备的机械设备较匹配时，其输入近似为输出，如匹配差异较大时，则反应无功较大，根据
功率因数=有功功率/无功功率
一般电业规定功率因数为低压--0.85以上
高压--0.9以上
为了克服无功损耗，就要采用无功补偿装置来解决，工业上采用同步电机和同步调相机。
或采用移相电容器。
目前大多数采用移相电容器为主。
低压照明用户采用大多阻性负载，无需无功补偿。
低压侧补充无功，可以使变压器输送的无功功率减少，减少变压器的负载率，可以减少变压器及输电线的损耗。
什么叫无功率补偿屏？
是起什么作用的？
交流电在通过纯电阻的时候，电能都转成了热能，而在通过纯容性或者纯感性负载的时候，并不做功。
也就是说没有消耗电能，即为无功功率。
当然实际负载，不可能为纯容性负载或者纯感性负载，一般都是混合性负载，这样电流在通过它们的时候，就有部分电能不做功，就是无功功率，此时的功率因数小于1，为了提高电能的利用率，就要进行无功补偿。
电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性电抗，在运行过程中需要向这些设备提供相应的无功功率。
在电网中安装并联电容器、同步调相机等容性设备以后，可以供给感性电抗消耗的部分无功功率小电网电源向感性负荷提供无功功率。
也即减少无功功率在电网中的流动，因此可以降低输电线路因输送无功功率造成的电能损耗，改善电网的运行条件。
这种做法称为无功补偿。
配电网中常用的无功补偿方式有哪些？
无功补偿可以改善电压质量，提高功率因数，是电网采用的节能措施之一。
配电网中常用的无功补偿方式为：
在系统的部分变、配电所中，在各个用户中安装无功补偿装置；
在高低压配电线路中分散安装并联电容机组；
在配电变压器低压侧和车间配电屏间安装并联电容器以及在单台电动机附近安装并联电容器，进行集中或分散的就地补偿。
1、就地补偿
对于大型电机或者大功率用电设备宜装设就地补偿装置。
就地补偿是最经济、最简单以及最见效的补偿方式。
在就地补偿方式中，把电容器直接接在用电设备上，中间只加串熔断器保护，用电设备投入时电容器跟着一起投入，切除时一块切除，实现了最方便的无功自动补偿，切除时用电设备的线圈就是电容器的放电线圈。
2、分散补偿
当各用户终端距主变较远时，宜在供电末端装设分散补偿装置，结合用户端的低压补偿，可以使线损大大降低，同时可以兼顾提升末端电压的作用。
什么条件下需要计算无功补偿？
应注意些什么？
100KVA以下的才不需要计算无功，100KVA的也要计算，这是国家规定的。
变电站的无功补偿一般原则是就地补偿，所以大型的高电压的变电所一般不需要无功补偿，不远距离输送无功，只有在110KV及以下的变电所10KV母线上才需要无功补偿。
（1）在轻负荷时不允许过补偿，否则由于无功补偿容量过大，会使功率因数超前，向电网倒送无功，是不经济的；
（2）在不同功率因数的条件下，每千乏补偿容量取得的补偿效益是不相同的。
功率因数愈高时，每千乏补偿容量对减少无功功率在输送过程中造成的损耗的作用，将相应变小。
如提高后的功率因数接近1，则补偿设备的投资将增加，投资的效益将减小。
因此通常情况下，将功率因数提高到0.95左右为好。
这样亦体现了合理补偿，以取得最佳技术经济效益的原则。
并联电抗器的功能是：
1）吸收容性电流，补偿容性无功，使系统达到无功平衡；
2）可削弱电容效应，限制系统的工频电压升高及操作过电压。
其不足之处是容量固定的并联电抗器，当线路传输功率接近自然功率时，会使线路电压过分降低，且造成附加有功损耗，但若将其切除，则线路在某些情况下又可能因失去补偿而产生不能允许的过电压。
改进方法是采用可控电抗器，它借助控制回路直流的励磁改变铁心的饱和度（即工作点），从而达到平滑调节无功输出的目的。
工业上采用
1.同步电机和同步调相机；
2.采用移相电容器；
无功补偿对于降低线损有哪些作用？
电网的损耗分为管理线损和技术线损。
管理线损通过管理和组织上的措施来降低；
技术线损通过各种技术措施来降低。
无功补偿是利用技术措施降低线损的重要措施之一，在有功功率合理分配的同时，做到无功功率的合理分布。
按照就近的原则安排减少无功远距离输送。
对各种方式进行线损计算制定合理的运行方式；
合理调整和利用补偿设备提高功率因数。
1、提高负荷的功率因数
提高负荷的功率因数，可以减少发电机送出的无功功率和通过线路、变压器传输的无功功率，使线损大为降低，而且还可以改善电压质量、提高线路和变压器的输送能力。
2、装设无功补偿设备
应当根据电网中无功负荷及无功分布情况合理选择无功补偿容量和确定补偿容量的分布，以进一步降低电网损耗。
什么叫功率因素、功率因素的意义、提高功率因素的常用方法（实例说明）
首先，要说明一下，通常我们写作“功率因数”，它是个数，是个系数，不大于1的系数。
也就是本来可以做的功，但是实际做不到那么多，做了一些无用功，所以乘上一个系数。
看看百科的解释，基本上回答了你的问题。
在交流电路中，电压与电流之间的相位差（Φ）的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S
功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。
功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。
功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。
功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。
所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。
（1）最基本分析：
拿设备作举例。
例如：
设备功率为100个单位，也就是说，有100个单位的功率输送到设备中。
然而，因大部分电器系统存在固有的无功损耗，只能使用70个单位的功率。
很不幸，虽然仅仅使用70个单位，却要付100个单位的费用。
在这个例子中，功率因数是0.7（如果大部分设备的功率因数小于0.9时，将被罚款），这种无功损耗主要存在于电机设备中（如鼓风机、抽水机、压缩机等），又叫感性负载。
功率因数是马达效能的计量标准。
（2）基本分析：
每种电机系统均消耗两大功率，分别是真正的有用功（叫千瓦）及电抗性的无用功。
功率因数是有用功与总功率间的比率。
功率因数越高，有用功与总功率间的比率便越高，系统运行则更有效率。
（3）高级分析：
在感性负载电路中，电流波形峰值在电压波形峰值之后发生。
两种波形峰值的分隔可用功率因数表示。
功率因数越低，两个波形峰值则分隔越大。
保尔金能使两个峰值重新接近在一起，从而提高系统运行效率。
处理故障电容器时应注意哪些安全事项？
答：
在处理故障电容器前，应先拉开断路器及断路器两侧的隔离开关，然后验电、装设接地线。
由于故障电容器可能发生引线接触不良、内部断线或熔丝熔断等，因此有一部分电荷可能未放出来，所以在接触故障电容器前，还应戴上绝缘手套，用短路线将故障电容器的两极短接并接地，方可动手拆卸。
对双星形接线电容器组的中性线及多个电容器的串联线，还应单独放电。
浅谈电容器无功功率补偿
随着电力负荷的增加，必然要求电网系统利用率的提高。
因为无功电流占用部分有效电力传输容量，增加电力传输的损耗，所以尽可能地缩短无功的产生和无功用户之间的距离就十分重要，这样可以增加输送有功电力的能力，减少能量损耗，提高输送电力的质量。
连接到电网中的大多数电器不仅需要有功功率，还需要一定的无功功率，电机和变压器中的磁场靠无功电流维持，输电线中的电感也消耗无功，电抗器、荧光灯等所有感性电路全部需要一定的无功功率。
为减少电力输送中的损耗，提高电力输送的容量和质量，必须进行无功功率的补偿。
一、电力电容器的补偿功能
电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机。
将它连接到需要无功的补偿装置或设备上，变压器和输出线的负荷降低，从而输出有功能力增加。
在输出一定有功功率的情况下，供电系统的损耗降低。
比较起来电容器是减轻变压器、供电系统和工业配电负荷的最简便、最经济的方法。
因此，电容器作为电力系统的无功补偿势在必行。
二、自愈式低压并联电力电容器的结构特点
多年来，低压侧的无功补偿，大量采用油浸纸介电容器。
这种电容器体积大、损耗高、成本高，而且爆炸、鼓肚、漏油现象严重，已远远不能适应电网发展的要求。
近年来发展起来的自愈式低压并联电力电容器，是以电工级的聚丙烯膜为介质，单面蒸镀一层金属膜为极板，采用无感卷绕法形成元件，在其两端面喷涂金属，将极板引出作为电极。
元件是电容器的主体，也是电容器的关键。
根据容量的要求，将一定数量的元件用导线组合起来，经过绝缘处理，加装防爆装置后，置于一个壳体中，再经过一定的工艺加工就成为单台的电容器。
电容器应当有放电器件，当电容器从电源脱开后，它能在规定的时间内把电容器上剩余电压降低到零，以保证维护人员的人身安全和防止重复投切时电压叠加造成电容器过电压
1.压差防爆装置
当电容器的某一元件绝缘程度下降时，必然产生超常热量，内压增大，使电容器外壳变形，膨胀，机械位移把防爆片（线）拉断。
由于电源通过防爆片与电容器元件相接，防爆片断开等于电源脱开，防爆效果决定于防爆片的设计、安装位置和电容器的密封性等。
2.安全膜
把金属化薄膜蒸镀成网状结构，即把电容器元件的容量划分成相当数量的小电容的并联。
每个小电容蒸镀成具有电流保险的结构，在电容器元件的某一个小电容电弱处自愈失败时，该小电容电流保险熔断，推出运行，而整个元件容量下降甚微。
3.温度电流型保险
电容器由多个电容器元件组合而成，如果每个元件设置温度电流保险器件，当某一个元件由于自愈失败时绝缘下降，甚至短接时，会产生过热电流，促成温度电流保险动作，该元件即刻退出运行，而整台电容器仍可继续正常运行，只是电容量有少量下降而已。
防爆预防措施是必要的，最重要的是提高电容器元件的可靠性。
一般厂家都非常重视材料的选择和工艺条件的控制。
缺乏优良的原材料和严格的工艺控制，是生产不出优良的成品电容器的。
金属化膜是电容器生产的关键原材料。
目前一般生产自愈式低压并联电力电容器使用Al金属化聚丙烯膜、Zn-Al（或Ag-Zn）聚丙烯金属化膜。
三、铝金属化膜和锌铝金属化膜的区别
在镀膜技术中，因铝膜生产成本低，对环境的适应性强，常温常湿自然条件下，可以存放较长时间而保持导电性不变，自愈性能较好，便于保管和操作，因而得到广泛应用。
无功功率和功率因数
1无功功率在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；
一种是有功功率，一种是无功功率。
有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。
比如：
5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒；
各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。
有功功率的符号用P表示，单位有瓦（W）、千瓦（kW）、兆瓦（MW）。
无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。
它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。
凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。
比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率（镇流器也需消耗一部分有功功率）来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。
由于它不对外做功，才被称之为“无功”。
无功功率的符号用Q表示，单位为乏（Var）或千乏（kVar）。
无功功率决不是无用功率，它的用处很大。
电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。
变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。
因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。
为了形象地说明这个问题，现举一个例子：
农村修水利需要开挖土方运土，运土时用竹筐装满土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是无功功率，竹筐并不是没用，没有竹筐泥土怎么运到堤上呢?
在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。
如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。
无功功率对供、用电产生一定的不良影响，主要表现在：
（1）降低发电机有功功率的输出。
（2）降低输、变电设备的供电能力。
（3）造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。
（4）造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。
从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。
这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。
2功率因数在电网中的电力负荷如电动机、变压器等，属于既有电阻又有电感的电感性负载。
电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差，通常用相位角φ的余弦cosφ来表示。
cosφ称为功率因数，又叫力率。
功率因数是反映电力用户用电设备合理使用状况、电能利用程度和用电管理水平的一项重要指标。
三相功率因数的计算公式为：
式中cosφ——功率因数；
P——有功功率，kW；
Q——无功功率,kVar；
S——视在功率,kV。
A；
U——用电设备的额定电压,V；
I——用电设备的运行电流,A。
功率因数分为自然功率因数、瞬时功率因数和加权平均功率因数。
（1）自然功率因数：
是指用电设备没有安装无功补偿设备时的功率因数，或者说用电设备本身所具有的功率因数。
自然功率因数的高低主要取决于用电设备的负荷性质，电阻性负荷（白炽灯、电阻炉）的功率因数较高，等于1，而电感性负荷（电动机、电焊机）的功率因数比较低，都小于1。
（2）瞬时功率因数：
是指在某一瞬间由功率因数表读出的功率因数。
瞬时功率因数是随着用电设备的类型、负荷的大小和电压的高低而时刻在变化。
（3）加权平均功率因数：
是指在一定时间段内功率因数的平均值，其计算公式为：
提高功率因数的方法有两种，一种是改善自然功率因数，另一种是安装人工补偿装
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