并联电容器过补偿的危害和预防 _知识百科

1 过补偿的危害
    (1) 抬高网络电压。抬高网络电压主要发生在变压器。我们用变压器的等值电路图来说明。
    变压器等值电路如图1 。 r1,r2,x1,x2分别是原边，副边绕组的电阻和电抗，U1是原边电压，U2是换算到原边的副边电压，c′代表容性负荷。令r=r1+r2,x=x1+x2，则图1可简化成图2 。
    因负荷是容性的，故I1超前于U′2，设超前的相角为Φ 。在变压器中，电抗远大于电阻，即x＞＞r，我们可以作出该电路的向量图如图3 。由图中可以看出，U′2＞U1，若U1＝Ue(额定电压)，则V2＞Ve 。
    电压升高，不仅威胁线路和设备的安全，也威胁电容器自身的安全。我国电容器产品标准规定电容器的最高运行电压如表1所示。由表1可知，电压超过1.1Ue，电容器就必须退出运行，否则将因过电流而发热升温，缩短其使用寿命甚至立即烧毁。
表1 电容器最高运行电压
    (2) 增加有功损耗。
    过补偿从三个方面增大了有功损耗：
    ① 无功倒送的损耗：
    无功功率向电源方向倒送，和顺送时一样造成电压损失和电能损失，倒送的无功越多，电压损失和电能损失就越大。
    ② 多余的电容器ΔC的有功损耗：
    电容器的有功损耗，主要是介质损耗，它占电容器有功损耗的98%以上。介质损耗可用下式计算：
       ΔP＝2πfcu2tgδ
式中 δ——电容器的介质损失角
       f——电源频率 Hz
       C——电容器电容量 μF
       V——电容器端电压 kV
    多余电容器的有功损耗为：
        Δ=2πf(ΔC)V2tgδ
式中 ΔC——多余电容器的电容量
    ③ 电容器因电压升高而增加的有功损耗：
    这一损耗与电压升高量的平方成正比。设电压升高ΔU，则增加的损耗为：
        ΔP=2πfC(ΔU)2tgδ
    (3) 降低功率因数，增加电费负担。
     供电部门为防无功电能表倒转，不再采用Dx2 型无功电能表而普遍采用DXT—M型双向无功脉冲电能表。无功功率的正向或反向流动，无功电能表都是正转，即一律被记录为无功消耗。根据下式：
    cosφ=
式中   AP——有功电能 kW•h
       AQ——无功电能 kvar
    从上式可以看出，AQ上升，cosφ就下降。按《功率因素调整电费办法》，当功率因数低于规定标准时，电价就要提高，从而要多付出电费。
2 预防过补偿的措施
    (1) 采用电容器自动投切装置。
    这种装置使用了电子技术，能检测电网中负荷的变化，并根据负荷的变化自动投入或切除电容器组。这是避免过补偿的最有效办法。
    (2) 设计中限制补偿容量，并在运行中加强监视。
    采用电容器自动投切装置需在较大的投资，不是任何地方都有条件，也不是任何地方都有必要。在不采用电容器自动投切装置的地方，在设计配置电容器时，不要将功率因素提得太高，这样就给无功补偿留有余地，过补偿时可能性就会减少。更何况，功率因素提高到0.9以后，若再要提高，其经济性相对较差，需要大幅度增加投资和运行费用。
    为防过补偿，各地要制定电容器运行规程并严格执行，以加强对电容补偿装置的监视，根据负荷变化情况，及时投切电容器组。