低压电容器装置运行与维护管理

李增均 赵伟 于志坚

摘  要：闡述了低压电容器装置运行的布置、参数调节、投切方式、安装容量、额定电压的选择以及电容器装置运行对电网产生的影响;分析了低压电容器装置相移角、起动电流的选择，总结了维修故障分析、日常巡检及注意事项，以提高电网的功率因数，实现节约电能，改善电网的电能质量。

关键词：低压电容器装置;功率因数;相移角;起动电流（C/k）

中图分类号：TM761.1       文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）01-0195-02

Abstract： This paper expounds the operation arrangement， parameter adjustment， switching mode， installation capacity， selection of rated voltage and the influence of capacitor device operation on power grid， and analyzes the selection of phase shift angle and starting current of low voltage capacitor device. Maintenance fault analysis， daily inspection and matters needing attention are summarized in order to improve the power factor of the power grid， save power and improve the power quality of the power grid.

Keywords： low voltage capacitor installation; power factor; phase shift angle; starting current （C/k）

引言

在供配电电网运行中，存在着大量的无功功率，用电功率因数的高低关系到缴纳电费减收或增收。并联电容器装置作为一种无功功率补偿设备，能够有效改善电网的功率因数，提高电能质量和设备利用率;并具有简单经济，有功损耗小，运行维护方便等优点。因此在电力系统中，得到了广泛应用。

1 低压电容器装置的运行

1.1 低压电容器装置的布置

本广电变配电站采用二线路35kV（互为备份）、4台35/0.4kV干式电力变压器供电，负荷均衡分配，除空调制冷、采暖期外负荷平稳。考虑到广电行业负荷性质、升级改造及远期发展规划，采用就地平衡补偿原则。在低压配电室0.4kV母线侧集中安装低压并联电容器柜，并分散设置在3处来减少变压器、设备和线路的电力损耗。

1.2 电容器装置参数调节及投切方式

本站的并联低压电容器装置以实现节能和三相负荷平衡为主要经济技术目标，故采用功率因数调节。电容器装置投切方式采用手动与自动相结合原则，在空调制冷、采暖期期内，为避免过补偿或在轻载时线路电压过高，采用自动投切方式;在期外采用手动投切方式。

1.3 电容器装置安装容量的选择

电容器装置的补偿容量，根据本行业无功规划和国家现行标准中有关规定可计算确定，或按变压器额定容量进行估算。

1.3.1 电容器装置补偿容量计算

2.2 减少电力变压器的铜损

电力变压器的损耗主要有铜损和铁损。如果提高变压器二次侧的功率因数，可使总的负荷电流减少，从而减少铜损。

2.3 减少变压器及线路的电压损失

由于提高了功率因数，减少了无功电流，因而减少了变压器及线路的电流，从而减少了电压降。

2.4 提高功率因数可以增加供配电设备的供电能力

由于提高了功率因数，供给同一负荷功率所需的视在功率及负荷电流均减少，减少了线路的线径及变压器的容量，节约设备费用。

3 电容器装置的维护

3.1 电容器控制器的相移角

按照ABB低压电容器装置控制器导线K、I与电流互感器的接线，以及L2、L3供电电压接线情况（图1），选择相应的相移角，这是最关键的一步。

3.2 起动电流（C/k）选择

在ABB功率因数控制器设置时，C/k表示功率因数控制器的灵敏度，是切换一级电容器分组的门限电流，范围值为：0.01≤C/k≤3;对于低压3相400V系统可根据系统施工设计计算。

3.3 低压电容器装置故障分析

（1）电流表数值超过平常值太多，表指针无规则地上下大幅度摆动，可能为高次谐波造成的，使电容器处在谐振状态。解决措施：改变电容器组的总容量，或改变分组容量的配置，或改变补偿装置的接线等方式，避免相应的某种运行方式，以便使电网远离谐振点。（2）电流值偏小。解决措施：检查供电电压偏高，还是系统中高次谐波的影响。（3）配电站无功功率较低，但所有电容器都投切上。解决措施：检查控制器相移角、C/k值的设置是否正确。（4）未达到设定的功率因数。解决措施：在低负荷时，低的功率因数对应于线路小的感性电流，相应的联动电容器分组补偿太大。如果在一定的时间，功率因数的平均值太低，可以将功率因数的设定值提高。（5）三相不平衡电流过大。解决措施：应检查设备、线路是否正常，三相不平衡会引起设备、线路的附加损耗，造成电容器装置过热，长时间容易烧坏电容器。（6）闻到电容器装置有异常味。解决措施：停机检查，查清原因处理。（7）听到连续异常嘎达声、振动声，可能为高次谐波产生谐振，使电容器严重过载。解决措施：同（1）条。（8）电容器过热，可能高次谐波造成的，谐波电流使电容器内产生附加功率损耗，增加无功输出。抑制措施：串置滤波器，或串联适当参数的电抗器。

3.4 电容器装置的巡检

加强电容器装置的日常巡检，应包括：（1）检查电容器装置的运行电压，不能超过额定电压的1.1倍。（2）检查电容器装置电流表，是否正常。（3）检查电容器装置的功率因数、工作温度等情况是否正常。（4）检查电容器装置各指示灯是否显示正常，并应做好巡检记录。（5）听电容器装置内部有无异常声响，闻闻有没有异味等。

年度维护应包括：（1）对设备进行停电清扫除尘、清洁零部件以及垫圈的洁净程度。（2）检查电气设备及连接的牢固程度，并对回路螺丝（图2回路螺丝松动烧毁的接触器）紧固。（3）检查熔断器的是否良好。（4）检查继电器、隔离开关及接头的状况。（5）检查接地线是否可靠、牢固。（6）检查电容器柜的环境通风是否良好。

3.5 注意事项

（1）并联电容器的投切装置严禁设置自动重合闸。（2）电容器装置分组投切时，不应产生谐振，应避开谐振容量。（3）避免频繁切换，投切太快，容易造成接触器长期处于开断状态，时延设置可适当增大。（4）电容器装置分组投切时，母线波动的谐波电压、电流含量应满足国家现行有关标准的要求。（5）应与配套设备的技术参数相适应。（6）低压电容器断电后，需要等待放电几分钟，才可再次投入。

4 结束语

维护人员必须加强低压电容器装置的运行与维护，使装置真正起到电网降耗作用，提高变配电设施的供电能力及线路的运行电压，保障线路和设备正常运行。节约电能，合理地利用电能对国家具有非常重大的社会效应和经济效益。

参考文献：

[1]GB50227-2009并联电容器装置设计规范[S].

[2]GB50052-2009供配电系统设计规范[S].

[3]中国航空工业规划设计院，等.工业与民用配电设计手册[M].北京：中国电力出版社，2005，10.

[4]中国航空规划设计研究总院有限公司组.工业与民用供配电设计手册[M].北京：中国电力出版社，2016，12.