系列切电容器接触器
使用说明书
概述
一、概述
一、
CJ19C系列切换电容器接触器适用于交流50Hz电压至380V电力线路中，供低压无功功率补偿设备投入或切除低压并联电力电容器之用，我公司与北京电器研究所引进、消化德国施耐德技术工艺，联合开发生产的第三代最新型的电力电容器切换元件，它集切换电力电容器及抑制电力电容器合闸瞬间涌流两大功能为一体，代替了原来的一只普通交流接触器和三只限流电抗器，该产品采用了最新永磁脱扣机构，杜绝了切换电容器接触器易损坏的通病，从根本上解决了切换电容器接触器的可靠性问题，是目前国内外最为理想、最为可靠的切换电容器接触器。
CJ19C-□D是将切换电容器接触器与热继电器直接插装在一起，形成切换电容器接触器与热继电器一体化，省略了原先接触器与热继电器之间的连接线，大大方便了安装，同时又减少安装空间，在目前开关柜对空间要求紧凑的情况下，尤其对抽屉柜和无功功率就地补偿装置，其杰出特性就更为明显。
二、型号说明
1.环境温度：-25℃~+50℃
2.海拔高度：≤2000m
3.相对湿度：85%（25℃时）
4.污染等级：3级
5.安装类别：III
6.冲击与振动：接触器安装在无显著摇动、冲击和震动的地方
7.安装条件：接触器安装面与垂直面的倾斜度不大于5°
四、技术参数
、工作原理
当控制回路通电后，接触器吸合，串入限流电阻线上主触头先于下主触头接通，从而达到抑制涌流作用，完成后瞬间断开复位，其间下主触头进入正常工作，而断开回路时则由下主触头完成，各司其职，因限流电阻瞬间接入，所以不会造成长时间的电力浪费及烧损电阻现象。
六、外形安装尺寸
课程设计 并联电容器无功补偿方案设计 指导老师：江宁强 1010190456 尹兆京
目录 1绪论 (2) 1.1引言 (2) 1.2无功补偿的提出 (3) 1.3本文所做的工作 (3) 2无功补偿的认识 (3) 2.1无功补偿装置 (3) 2.2无功补偿方式 (4) 2.3无功补偿装置的选择 (4) 2.4投切开关的选取 (4) 2.5无功补偿的意义 (5) 3电容器无功补偿方式 (5) 3.1串联无功补偿 (5) 3.2并联无功补偿 (6) 3.3确定电容器补偿容量 (6) 4案例分析 (6) 4.1利用并联电容器进行无功功率补偿，对变电站调压 (6) 4.2利用串联电容器，改变线路参数进行调压 (13) 4.3利用并联电容器进行无功功率补偿，提高功率因素 (15) 5总结 (21) 1绪论 1.1引言 随着现代科学技术的发展和国民经济的增长，电力系统发展迅猛，负荷日益增多，供电容量扩大，出现了大规模的联合电力系统。用电负荷的增加，必然要
求电网系统利用率的提高。但由于接入电网的用电设备绝大多数是电感性负荷，自然功率因素低，影响发电机的输出功率; 降低有功功率的输出; 影响变电、输电的供电能力; 降低有功功率的容量; 增加电力系统的电能损耗; 增加输电线路的电压降等。因此，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。 1.2无功补偿的提出 电网输出的功率包括两部分：一是有功功率；二是无功功率。无功，简单的说就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。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。 1.3本文所做的工作 主要对变电站并联电容器无功补偿作了简单的分析计算,提出了目前在变电站无功补偿实际应用中计算总容量与分组的方法,本文主要作了以下几个方面的工作: 对无功补偿作了简单的介绍，尤其是电容器无功补偿，选取了相关的案例进行了简单的计算和分析。 2无功补偿的认识 2.1无功补偿装置 变电站中传统的无功补偿装置主要是调相机和静电电容器。随着电力电子技术的发展及其在电力系统中的应用，交流无触点开关SCR、GTR、GTO等相继出现，将其作为投切开关无功补偿都可以在一个周波内完成，而且可以进行单相调节。如今所指的静止无功补偿装置一般专指使用晶闸管投切的无功补偿设备，主要有以下三大类型: 1、具有饱和电抗器的静止无功补偿装置； 2、晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器，这两种装置统称为SVC 3、采用自换相变流技术的静止无功补偿装置——高级静止无功发生器。
1、感性负载的视在功率 SX负载的功率因数 C0$ =需要补偿的无功功率 Q: SX COSh =Q 2、相无功率Q'=?补偿的三相无功功率 Q/3 3、因为：Q =2 n fCU A2 ，所以： 1^F电容、额定电压 380v时，无功容量是 Q=0.045Kvar 100 ^F电容、额定电压380v时，无功容量是 Q=4.5Kvar? | 1000（1F电容、额定电压380v时，无功容量是 Q=45Kvar 4、多大负荷需要多大电容”： 1）你可以先算出三相的无功功率Q ; 2）在算出1相的无功功率Q/3 ; 3）在算出1相的电容C; 4）然后三角形连接！ 5、因为：Q =2 n fCUA2 ,所以： 1^F电容、额定电压 10Kv时，无功容量是 Q=31.4Kvar 100 ^F电容、额定电压10Kv时，无功容量是 Q=3140Kvar 6、因为：Q =2 n fCUA2 ，所以： 1^F电容、额定电压 220v时，无功容量是 Q=0.015Kvar 100 电容、额定电压220v时，无功容量是 Q=1.520Kvar? 1000 uF电容、额定电压220v时，无功容量是 Q=15.198Kvar
提咼功率因数节能计算 我这里有一个电机，有功功率kw 23.3 出公式和注意事项，感谢！ 满意答案 网友回答2014-05-03 有功功率23.3KW是不变的，功率因数提高到0.95以后，无功功率降低为Q= P*tg $ = P*tg(arcos $ )=P*tg(arcos0.95)=23.3*0.33=7.7kvar 需补偿容量为84.1-7.7 = 76.4kvar 视在功率也减小为P/cos $= 23.3/0.95 = 24.5kva 所节约的电能是不好计算的，因为电能是以有功电量计算的，但功率因数提高了，你的力率电费会减少，能少交很多电费。 另外，因为视在功率降低了，线路上的电流也就降低了，线路损耗也能相应降低不少，电压也会有所提高。。 电动机无功补偿容量的计算方法 有以下两种： 1、空载电流法___ | Qc=3(Uc2/Ue2)*Ue*lo*K1。 说明： I0 ――电动机空载电流； Uc电容器额定电压(kv); Ue——电动机额定电压； K1——推荐系统 0.9。 2、目标功率因数法 Qc=P(1/(cos $ e2 -1)- 1/(cos $2 -1))*K2 。说明：cos $ e――电动机额定功率因数； K2修正系数； cos $ ---- 电动机补偿后的目标功率因数； P――电动机额定功率； Ue——电动机额定电压；推荐cos$在0.95~0.98 范围内选取。
电容器的接线方式 (2011-07-29 17:08:10) 容量相同的三相电容器，当为星型接法和角型接法时，其额定电流是不相同的，容量的不同存在外形差异。当三相电容器的额定电压与电网额定电压相同时，三相电容器应采用角形连接，因为若采用星形连接，每相电压为线电压的1/1.732，电容器的输出容量将减少。当单相电容器的额定电压低于电网额定电压时，应采用星形连接，或几个电容器串联后，使每相电容器组的额定电压高于或等于电网的额定电压，再接成角形。 近期遇到一个用户补偿要求，其内容为“低压380V系统，要求并联电容器为三相、星型接法、中性点不引出”。可见这种补偿是可以的。其目的可能是线路补偿，工厂里可能用于短路容量较大的地方等。 容量（Q)和电容值(C)是两个概念。电容值是制造概念，当电容器制造出来后，除非损坏，C是不变的。容量是使用概念，是当电容器使用在某电压和频率下所能输出的无功 （Q=ωCU2)。所以，容量相同，电压相同，频率相同的三相电容器，无论是接星还是接角，电流都是一样的（Q=√3UI）。体积是和设计和工艺有关的，例如，我国目前1000v一下并联电容器均采用金属化电容器，由于基膜和镀膜工艺的关系，很少厂家使用4.8um的基膜，所以，690v（一般接星）产品和400v（一般接角）产品体积相差不大，而400v产品和230v （一般接角）产品体积相差较大。“低压380V系统，要求并联电容器为三相、星型接法、中性点不引出”。一般单纯补偿不采用如此接法。如果是系统电压高，可用440v甚至525v 产品，如果是分相补偿，“中性点”要引出。可能是用于滤波吧。如果用于滤波，建议采用滤波电容器，虽然贵点，毕竟谐波不是降低并联电容器使用电压就能解决的 一、当单台电容器为三相时，其标注的额定电压如6.6KV/√3和6.6KV。这两种标注方式主要区别在于说明此三相电容内部接线方式分为星型Y和三角型Δ两种。而加在三相电容器三个接线端电压均为线电压6.6KV。计算其额定电流时和标注中6.6KV/√3分母上的√3无关，不管是Y接法Δ接法，U均为6.6KV。而不是6.6KV/√3。根据三相电功率P=√3IU 得出I=P/√3U(不论星型Y和三角型Δ接法。不考虑COSΦ。)。P为电容器额定容量Karv ，U为电网线电压。 二、当单台电容器为单相时，其标注的额定电压如6.6KV/√3和6.6KV，这两种标注方式主要区别在于说明： 1、标称6.6KV /√3的单台电容当组成电容器组接在三相电网时只能接成Y，电网线电压为6.6KV时，此时电容两个接线柱实际电压为6.6KV/√3即3.8KV。否则当接成Δ时电容器就会过电压，当单只电容接电源时只能接在3.8KV电网中而不是6.6KV电网。这时计算单台电容器电流时I=P/U, P为电容器额定容量Karv ，U为6.6KV/√3即3.8KV也就是电网电压的相电压而不是线电压6.6KV。 2、标称6.6KV的单台电容当组成电容器组接在三相电网时只能接成Δ，如果接成Y时，由于电容器两端实际电压降成相电压6.6KV/√3即3.8KV，他就达不到它的标称Karv 值。
电容补偿的计算公式 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
电容补偿的计算公式未补偿前的负载功率因数为COS∮1。负载消耗的电流值为I1。 负载功率（KW）*1000 则I1＝---------------------- √3*380*COS∮1 负载功率（KW）*1000 则I2＝---------------------- √3*380*COS∮2 补偿后的负载功率因数为COS∮2，负载消耗的电流值为I2 则所需补偿的电流值为：I＝I1－I2 所需采用的电容容量参照如下： 得到所需COS∮2每KW负荷所需电容量（KVAR） 例： 现有的负载功率为1500KW，未补偿前的功率因数为COS∮1＝，现需将功率因数提高到COS∮2=。则
1500*1000 则I1＝-----------------＝3802（安培） √3*380* 1500*1000 则I2＝------------------＝2376（安培） √3*380* 即未进行电容补偿的情况下，功率因数COS∮1＝，在此功率因数的状况下，1500KW负载所需消耗的电流值为I1＝3802安培。 进行电容补偿后功率因数上升到COS∮2＝，在此功率因数的状况下，1500KW负载所需消耗的电流值为I2＝2376安培。 所以功率因数从0.60升到。所需补偿的电流值为I1－I2＝1426安培 查表COS∮1=，COS∮2=时每KW负载所需的电容量为，现负载为1500KW，则需采用的电容量为1500*＝1560KVAR。现每个电容柜的容量为180KVAR，则需电容柜的数量为 1500÷180＝个即需9个容量为180KVAR电容柜。
高压电容器的安装与接线方法 一、电容器的安装 电容器所在环境温度不应超过40℃、周围空气相对湿度不应大于80%、海拔高度不应超过1000m;周围不应有腐蚀性气体或蒸气、不应有大量灰尘或纤维；所安装环境应无易燃、易爆危险或强烈震动。 电容器室应为耐火建筑，耐火等级不应低于二级；电容器室应有良好的通风。 总油量300kg以上的高压电容器应安装在单独的防爆室内；总油量300kg以下的高压电容器和低压电容器应视其油量的多少安装在有防爆墙的间隔内或有隔板的间隔内。 电容器应避免阳光直射，受阳光直射的窗玻璃应涂以白色。 电容器分层安装时一般不超过三层；层与层之间不得有隔板，以免阻碍通风；相邻电容器之间的距离不得小于50mm;上、下层之间的净距不应小于20cm;下层电容器底面对地高度不宜小 于30cm。电容器铭牌应面向通道。 电容器外壳和钢架均应采取接PE线措施。 电容器应有合格的放电装置。高压电容器可以用电压互感器的高压绕组作为放电负荷；低压电容器可以用灯泡或电动机绕组作为放电负荷。放电电阻阻值不宜太高。只要满足经过30s放电后电容器最高残留电压不超过安全电压即可。采用三角形接法时，10kV电容器每相放电电阻可按下式计算
(11-1) 式中U-线电压，kV； Q-每相电容器容量，kvar。 经常接入的放电电阻也不宜太小，以节约电能。放电电阻的比功率损耗（单位电容器容量的功率损耗）不应超过1W/kvar。 高压电容器组和总容量30kvar及以上的低压电容器组，每相应装电流表：总容量60kvar及以上的低压电容器组应装电压表。 二、电容器的接线 三相电容器内部为三角形接线。单相电容器应根据其额定电压和线路的额定电压确定接线方式。电容器额定电压与线路线电压相符时采用三角形接线。电容器额定电压与线路相电压相符时采用星形接线。 为了取得良好的补偿效果，应将电容器分成若干组分别接向电容器母线。每组电容器应能分别控制、保护和放电。电容器的三种基本接线方式为低压集中补偿、低压分散补偿和高压补偿，如图11-2所示。 图11-2 电容器接线 (a)低压集中补偿：(b)低压分散补偿；(c)高压补偿
并联电容器组配套装置及应用技术 摘要：阐述高压并联电容器组的配套装置断路器、串联电抗器、放电装置、氧化锌避雷器及熔断器的电气特性和实际应用中的配置问题。 高压并联电容器组的配套装置，包括投、切电容器组用的断路器、串联电抗器、放电元件、氧化锌避雷器及熔断器等设备。在电容器组的安装、运行和试验中，必须充分了解它们之间的有机联系和相互关系、电气性能和技术标准，在实际应用中，合理配置、有效配合，以确保设备、系统和人身的安全。 一断路器在高压并联电容器组上的应用 电容器在电网中的运行方式，随着无功负荷及电网电压变化而变化，因此电容器组用断路器的操作较为频繁，为此必须解决好两方面问题：①合闸时的频率、高幅值的合闸涌流给断路器带来的过电压、机械应力和机械振动;②开断时，电弧重燃给断路器及其他回路设备带来的重击穿过电压及绝缘冲击。故并联电容器除应满足一般的技术性能和要求以外，还必须满足以下要求：①合闸时，触头不应有明显的弹跳和振动;②分闸时不允许有严重的电弧重燃而导致的击穿过电压;③应有承受合闸涌流的耐受能力;④经常投、切的断路器应具有承受频繁操作的能力。根据目前国产断路器的生产情况，要同时满足以上四点要求，尚有难度，例如真空断路器虽然适于频繁的操作要求，但存在合闸弹跳和重燃问题，必须加装氧化锌避雷器以进行防止过电压的配合、加装串联电抗器以降低合闸涌流倍数的配合。可见，断路器在电容器组上的应用，尚无法完成其独立开断的任务，必须有其他配套设备进行补偿性配合。 二串联电抗器在高压并联电容器组上的应用 为了限制电容器合闸过程中的涌流、操作过电压及电网谐波对电容器的影响，大容量电容器一般应区分具体情况，加装串联电抗器。其作用为：①降低电容器组合闸涌流倍数及涌流频率;②减少电网中高次谐波引起的电容器过负荷;③减少电容器组用断路器在两相重燃时的涌流以利灭弧;④抑制一组电容器故障时，其他电容器组对其短路电流的影响;⑤抑制电容器回路中产生的高次谐波及谐波过电压。可见，加装串联电抗器对电容安全运行的重要性、对断路器顺利完成开断任务的必要性。但在实际应用中，是否加装串联电抗器，还要根据电容器的分组方式及安装地点的具体情况而定。比如装设在配电线路35kV农村变电所母线上的电容器组，容量较小，大多在2000kvar以下，一般没必要加装串联电抗器。但在下列情况下，必须加装串联电抗器：①采用“△”连接的电容器组;②装设于一次变电站中容量较大的电容器组; ③变电站装有两组以上且频繁投切的电容器组;④电容器投运时有谐波现象或因谐波引起电容器过负荷等。 三放电装置在高压并联电容器组上的应用 电容器从电源断开时，两极处于储能状态，如果电容器整组从电源断开，储存电荷的能量非常大，必然在电容器两极之间持续保持着一定数值的残余电压，其初始值，即是电源电压的有效值，此时电容器组在带电荷的情况下，一旦再次投入，将产生强烈冲击性的合闸涌流，并伴有大幅值的过电压出现，工作人员一旦不慎触及就有可能遭到电击伤、电灼伤的严重伤害。为此，电容器组必须加装放电装置。根据标准规定，与电容器连接的放电装置应能使电容器从电源断开后，其剩余电压在10min内降至75V以下。高压成套装置用放电装置的选择和安装与低压成套装置用放电装置十分相似又略有不同：①低压成套装置用放电装置通常有灯泡、带变压器指示灯和电阻三种形式。放电元件采用“V”形和“△”形连接方式，多以“△”连接为推荐方式，原因是任一相发生断线，仍能转化成“v”形连接方式，维持放电的不间断进行; ②高压电容器组通常除了在电容器内部接入放电电阻以外，配套装置中还必须加装与电容器直接相连的放电装置。一般中小容量的电容器组，放电装置可以采用相应电压等级的电压互感器，2O00kvar及以上的电容器组，多选用专用的放电线圈来完成。
国内运行的电容器组有两类接线:三角形类(单三角形、双三角形)；星形类(单星形、双星形)。在电业部门以单星形接线最多，例如，截至1988年末东北电网局属变电所中有电容器346组，其中单星形接线259组，占74.9%，双星形接线11组，还有76组是过去遗留下来的三角形接线。在工矿企业却大量存在三角形接线电容器组。当三角形接线电容器组发生电容器全击穿短路时，即相当于相间短路，注入故障点的能量不仅有故障相健全电容器的涌放电流，还有其他两相电容器的涌放电流和系统的短路电流。这些电流的能量远远超过电容器油箱的耐爆能量，因而油箱爆炸事故较多。全国各地发生了不少三角形接线电容器组的爆炸起火事故，损失严重。而星形接线电容器组发生电容器全击穿短路时，故障电流受到健全相容抗的限制，来自系统的工频电流将大大降低，最大不超过电容器组额定电流的三倍，并且没有其他两相电容器的涌放电流，只有来自同相的健全电容器的涌放电流，这是星形接线电容器组油箱爆炸事故较低的重要原因之一。在操作过电压保护方面，三角形接线电容器组的避雷器的运行条件和保护效果，均不如星形接线电容器组好。因此，国内比较一致的意见是舍弃三角形接线，采用单星形或双星形接线。1985年以后，电业部门执行统一的部颁设计标准，新(扩)建电容器组均未采用三角形接线。工矿企业与民用部门，因受以前的影响和无统一标准，直到近期仍在设计安装三角形电容器组，所以，制订全国统一的设计标准后应纠正这种状况，除个别特殊情况而外，均要采用星形接线方式。 电容器并联补偿有星形和三角形两种接线方式。 如果电容器的额定电压与电网电压相同，应采用三角形（△）接线法。因为三角形接线时，即使电容器有一相熔断器熔断或发生单相接地短路，其他两相电容器所承受的电压不变，仍可正常工作。因此，在高压侧集中补偿时，多采用三角形接线法。如果采用星形（Y）接线法，情况就不相同。例如在三相三线制系统中，当其中一相熔断器熔断时，其他两相的电压下降，电容器不能正常工作；当发生单相接地短路时，其他两相的电压将升高到线电压，容易造成电容器击穿。无论采用哪种接线方式，都应使电容器承受的电压与本身的额定电压相符。电容器长时间过电压运行是不允许的，而且其运行电压也不能过多地低于额定电压，否则将使无功出力下降，电容器得不到充分利用。 并联电容器组接线将并联电容器连接成三相电容器组的接线方式。选择接线方式要考虑:①安全的原则，不要因电容器内部故障而引起相间短路;②电容器组的姆破能t不能过大，即并联接线的台数不能过多，以免因一台电容器故障其他完好电容器对其放电而引起爆炸，一般而言，爆破能量按12kw·s来考虑.③电容器故障的继电保护灵敏度及其是否简单可靠。④电容器组的每相或每个桥臂，由多台电容器申联组合时，应采用先并联后串联的接线方式. 并联电容器组接线通常有单星形接线、双星形接线和三角形接线三种，如图所示。上上上上土土并联电容器组接线(a)单星形;(b)双星形;(c)三角形单星形接线电容器的一端分别接向各相电源，另一端连接在一起构成三相中性点的接线，如图(a)所示。单星形接线的优点是:接线简单，投资省，有多种保护方式，并且当任一台电容器被击穿时，故障电流都将受到限制，一般不会导致电容器爆炸。缺点是:当一相中的一台电容器被击穿时，如不加以隔离，将使其他两相电容器严重过电压。单星形接线方式适用于中型电容器组。双星形接线由两个单星形接线的并联电容器组并联连接而成的接线，如图(b)所示.与单星形接线相比，双星形接线的突出优点是:可在两组电容器的中性点连线上加装简单且十分灵敏可靠的电流或电压不平衡保护。缺点是:接线复杂、占地大。双星形接线方式适用于大型高压电容器组。三角形接线任一电容器的两端分别与两相邻电容器的一端连接而成三角形的接线.如图(c)所示. 三角形接线的优点是:接线简单，投资省，每一电容器的运行电压与其它两相电容器的状况有关。缺点是:当每相只有一个串联节时，任一台电容器被击穿都会造成两相短路，故障电流很大，容易引起电容器爆炸，如果采用单台熔断器进行保
并联电容器补偿装置基本知识 无功补偿容量计算的基本公式： Q = P （tg φ1——tg φ2） =P( 1cos 1 1cos 12 2 12---?? ) tg φ1、tg φ2——补偿前、后的计算功率因数角的正切值 P ——有功负荷 Q ——需要补偿的无功容量 并联电容器组的组成 1．组架式并联电容器组：并联电容器、隔离开关（接地开关或隔离带接地）、放电线圈、串联电抗器、氧化锌避雷器、并联电容器专用熔断器、组架等。 2．集合式并联电容器组（无容量抽头）：并联电容器、隔离开关（接地开关或隔离带接地）、放电线圈、串联电抗器、氧化锌避雷器、组架等。 并联电容器支路串接串联电抗器的原因： 变电所中只装一组电容器时，一般合闸涌流不大，当母线短路容量不大于80倍电容器组容量时，涌流将不会超过10倍电容器组额定电流。可以不装限制涌流的串联电抗器。 由于现在系统中母线的短路容量普遍较大，且变电所同时装设两组以上的并联电容器组的情况较多，并联电容器组投入运行时，所受到的合闸涌流值较大，因而，并联电容器组需串接串联电抗器。 串联电抗器的另一个主要作用是当系统中含有高次谐波时，装设并联电容器装置后，电容器回路的容性阻抗会将原有高次谐波含量放大，使其超过允许值，这时应在电容器回路中串接串联电抗器，以改变电容器回路的阻抗参数，限制谐波的过分放大。 串联电抗器电抗率的选择 对于纯粹用于限制涌流的目的，串联电抗器的电抗率可选择为（0.1~1）%即可。 对于用于限制高次谐波放大的串联电抗器。其感抗值的选择应使在可能产生的任何谐波下，均使电容器回路的总电抗为感性而不是容性，从而消除了谐振的可能。电抗器的感抗值按下列计算： X L =K X C n 2 式中 X L ——串联电抗器的感抗，Ω; X C ——补偿电容器的工频容抗, Ω;
电力电容器及无功补偿 技术手册 沙舟编著
目录 前言 第一章基本概念 (1) §1-1 交流电的能量转换 (1) §1-2 有功功率与无功功率 (2) §1-3 电容器的串联与并联 (3) §1-4 并联电容器的容量与损耗 (3) §1-5 并联电容器的无功补偿作用 (4) 第二章并联电容器无功补偿的技术经济效益 (5) §2-1 无功补偿经济当量 (5) §2-2 最佳功率因数的确定 (7) §2-3 安装并联电容器改善电网电压质量 (8) §2-4 安装并联电容器降低线损 (11) §2-5 安装并联电容器释放发电和供电设备容量 (13) §2-6 安装并联电容器减少电费支出 (15)
前言 众所周知，供电质量主要决定于电压、频率和波形三个方面。电网频率稳定决定于电网有功平衡，波形主要决定于网络和负荷的谐波，电压稳定则决定于无功平衡。当然三者之间也具有一定的内在关系。无功平衡决定于网络中无功的产生和消耗。在系统中无功电源有同步发电机、同步调相机、电容器、电缆、输电线路电容、静止无功补偿装置和用户同步电动机，无功负荷则有电力变压器，输电线路电感和用户的感应电动机，各种感应式加热炉、电弧炉等。为了满足系统中无功电力的需求，单靠发电机、调相机、电缆和输电线路电容是不够的，静补装置中也是采用电容器等。因此电容器在系统的无功电源中占有相当比重，加之调相机为旋转设备。建设投资大，运行维护费用高。近年来世界各国都积极装设电容器，满足系统无功电力要求，维持电压稳定。但各国主要是装设并联电容器，装串联电容器者较少，因此编者主要介绍并联电容器无功补偿技术，它还广泛应用于谐波滤波装置，动态无功补偿设备和电气化铁道无功补偿装置之中，因与电力系统谐波有关。限于篇幅，准备在“谐波技术”中详述。这里主要介绍一些无功补偿技术基础。限于编者水平，加上时间仓促，不当之处难免，请读者批评指正。
YF-ED-J4612 可按资料类型定义编号 并联电容器的使用及运行 维护实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
并联电容器的使用及运行维护实 用版 提示：该操作规程文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 电力电容器是电力系统中的无功补偿设备 之一，它具有无噪音、消耗能量小、安装方便 等优点，被广泛应用在10kV配电线路、变电站 10kV母线及配电所400V母线中。它安装在电力 系统中，可以补偿无功功率，提高功率因数， 从而提高设备出力，降低功率损耗和电能损 失，并改善电压质量，所以在10kV配电线路、 变电站10kV母线及配电所400V母线上应用较 为普及。在电力系统中多数采用并联电容器作 为无功补偿设备。一、电容器的安装要求
(1)电容器分层安装时，一般不超过三层，层间不应加隔板。电容器母线对上层构架的垂直距离不尖小于20cm，下层电容器的底部距地面应大于30cm。 (2)电容器构架间的水平距离不应小于 0.5m，每台电容器之间的距离不应小于50cm，电容器的铭牌应面向通道。 (3)要求接地的电容器，其外壳应与金属构架共同接地。 (4)电容器应在适当部位设置温度计或贴示温蜡片，以便监视运行温度。
DOI ：10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.069 并联电容器对电力系统无功补偿及电压调节问题的探讨 马文成 固原供电局，宁夏 固原 756300 摘 要 变电站并联电容器可以对电网的无功功率进 行集中补偿。通过对无功功率的合理补偿， 从而达到调节电压、使系统经济和稳定运 行。但在实际运行中，往往由于设计原因， 无功负荷的分布不可预见性等因素导致变电 站母线并联电容器不能合理的补偿无功和调 节电压。下面就某站10kV 母线并联电容器运 行中存在的问题加以分析和探讨。 关键词 并联电容器；无功补偿；电压调节 某变电站电压等级为110/35/10kV ，两台 主变容量分别为25000kVA 和20000kVA 的有载调 压变压器，正常时20000kVA 变压器运行，另一 台主变热备用，10kV Ⅰ、Ⅱ段母线经分段开关 联成单母运行。10kV Ⅱ段母线装TBB 210- 3600/3600Kvar 成套电容器装置，电容器型号 为：BFFH 4-11/ －2×1800－1×3W 密集型电 容器，每组容量为1800Kvar ，两组共 3600Kvar ，其额定电流为89A ，串联电抗器型 号为CKGKL-12/10-1的空芯电抗器，额定电 抗率为1%。 1 运行中存在的问题 该站自2000年投运以来，因10kV 母线并联 电容器的补偿容量不合理致使电容器不能正常 投入运行，因此，10kV 母线输送的无功负荷不 能实现就地补偿，从而不利于电网运行的经济 性和稳定性。 1.1 并联电容器投入时补偿容量过剩 图例分析如下： 图1 上图数据为该站10kV 母线2011年有功、无 功负荷平均值，从图中可以看出，10kV 母线 年输送无功负荷最大值为1500Kvar ，最小值为 500Kvar ，平均值为1000Kvar 。若投入一组容量 为 的电容器时除补偿了10kV 母线输送的无功 负荷外，还向系统倒送无功容量800Kvar 。按照 规定，电力系统无功补偿应以分级补偿，就地 平衡的原则进行，向系统倒送无功时将会引起 过电压，系统稳定性受到破坏。因此，向系统 倒送无功是不允许的。 1.2 并联电容器投入时对母线电压影响较 大 若正常运行时投入一台20000kVA 的有载调 压变压器时，从图A 中可知10kV 母线年输送有 功功率最大值为6000kW ，最小值为3000kW ， 平均值为4500kW 。正常运行时，在110kV 母线 确保电压合格率的情况下，35kV 及10kV 母线 通过有载调压完全可以满足各级母线电压合格 率的要求。当电容器投入时，除补偿了10kV 母线输送的无功功率外，还向系统倒送了大量 无功。此时，变压器输出的无功功率减少，导 致高压侧母线向系统输送的无功减少而电压升 高。变压器中、低压侧母线电压随之相应升 高，尤其低压侧母线电压升高较大，而并联电 容器运行时向系统补偿的无功容量与其端电压 的平方成正比，电压升高浮度越大，向系统输 送的无功容量越大，如此恶性循环，可能导致 电容器过电压保护动作跳闸，系统其它设备超 过额定电压运行时，其绝缘受到威胁。此时， 用有载调压来降低电压运行已不能满足电压合 格率的要求。 1.3 并联电容器退出运行时对系统经济运 行的影响 变电站并联电容器投入电网的目的是为 了补偿系统无功的不足，减少电源向系统输送 的无功功率，从而提高有功输送容量。因电源 向系统远距离输送无功负荷时，在线路及变压 器等感性、容性元件及阻性元件上消耗一定的 有功功率，因此，电源远距离大容量输送无功 不经济。变电站采用并联电容器通过就地无功 补偿，可以降低电源向系统及用户输送的无功 负荷，从而提高了有功输送容量。相对于电源 输送无功时，变电站并联电容器的单位容量费 用最低，有功功率损耗最小（约为额定容量的 0.3%～0.5%），一次性投资，运行维护简便。 因此用系统减少输送的无功功率来相应的提高 有功容量的输送能力，从经济性方面比较， 并联电容器投资成本小，最多1～2年可收回成 本。因此，获得了最好的经济效益。 从以上分析可以看出，当该站并联电容器 退出运行时，据查10kV 母线年输送无功电能约 760万度。因此，在当前负荷情况下，并联电容 器退出运行最不经济。 2 应采取的措施 针对以上分析，该站10kV 母线并联电容器 在电压调整、无功补偿过剩及运行经济性方面 存在着相互制约的矛盾，如何解决这一问题， 本人提出采取以下措施： 2.1 改变10kV 母线并联电容器的接线方 式，改造图如下： 图2 图3 图2为原接线，改造前当一组电容器投 入运行时向系统输送的总无功补偿容量为 Q 1=U 2ωC ，式中：U 为母线端电压，当f 为工 频时，ω为一常数，C 1=C 2，因C 1和C 2并联， 所以C=C 1+C 2，即Q 1=2U 2ωC 1。图C 为改造后 的接线图，总无功补偿容量为Q 2=U 2ωC ，式 中：U 为母线端电压，当f 为工频时，ω为一 常数，C 1=C 2，因C 1和C 2串联，所以C=C 1/2， 即Q 2=U 2ωC 1/2。所以 Q 1/Q 2=2U 2ωC 1/ U 2ωC 1/2=4，即Q 2=Q 1/4=3600/4=900(Kvar)。 通过计算可知，改造后两组电容器串联后 再三相并联接于电网时的总无功功率900Kvar 。 考虑到后期无功负荷的增长给补偿带来新 -119- 的问题，上述改造中在实际设备上可通过如图 C 所示加装一组隔离开关来实现，即通过操作 拉开G 2隔离开关，合上G 1隔离开关来实现投入 无功容量900Kvar 。后期无功负荷增长较大时， 可通过操作拉开G 1隔离开关，合上G 2隔离开关 来实现投入无功容量 1800Kvar 。 2.2 改变并联电容器的接线方式后对系统 及各元件的影响 2.2.1 对系统的无功补偿情况 图A 中，按目前年平均输送无功负荷曲线 可以看出，年平均无功输送容量为1000Kvar ， 改造后并联电容器投入电网运行时补偿的无功 容量为900Kvar ，因此，可以实现就地补偿无 功的能力。对于后期无功负荷增长带来的无功 补偿不足时，可通过操作 G 1、G 2隔离开关来实 现电容器无功容量在900Kvar 与1800Kvar 之间转 换。 2.2.2 对电压质量的影响 改造后并联电容器输送的总无功容量为改 造前的一半，因此电容器投入运行时对电压的 影响相对较小，当各级母线电压变化时可通过 变压器有载调压装置调整电压，以及无功补偿 情况投退并联电容器来调整电压。 2.2.3 改造后的并联电容器运行时的经济 性 通过无功就地平衡补偿，据查可实现年累 计补偿无功负荷约760万度，相对电源系统输送 无功来说，可减少网损，提高电源输送能力， 最终达到经济效益最大化。 2.2.4 改造后对成套并联电容器装置各元 件的影响 2.2.4.1 对电容器各参数的影响 电容器额定电压为11/ kV ，改造后C1和 C2串联，当接在10kV 母线上时，C1和C2 串联 时分压，即C1与C2各承受电压为改造前端电压 的 一 半 ， 电 容 器 通 过 的 电 流 为 I=Q2/2U=900/2×10=45(A)。因此，改造后的 各电容器承受的电压和通过的电流均在额定参 数内。 2.2.4.2 对电抗器的影响 因电抗器额定电压为10kV ，额定电流为 189A ，改造后均在额定值范围内。 2.2.4.3 对继电保护的影响 当并联电容器主接线改变后，其输送的电 流和各电容器承受的电压相应的发生变化，因 此，原保护定值不能满足需要，应重新计算并 整定，即可通过现有微机保护整定两套定值， 当电容器的无功容量在900Kvar 与1800Kvar 之间 转换时，切换相应的定值实现保护功能。 笔者认为通过上述改造后，可解决该站目 前10kV 母线无功负荷的补偿问题，从而实现了 该站并联电容器长时间不能投入电网运行的难 题，同时，提高了10kV 系统的功率因数，优化 了电网运行方案，提高了系统运行的经济性。 参考文献 [1] 韩祯祥，吴国炎 .电力系统分析. 浙江大学出 版社, 2002年版，227页 [2] 李坚,郭建文 .变电运行及设备管理技术问 答.中国电力出版社 ,2005年版，158页 作者简介 马文成 学历：大学 职称：工程师。
电容补偿的计算公式 未补偿前的负载功率因数为COS∮1。负载消耗的电流值为I1。 负载功率（KW）*1000 则I1＝---------------------- √3*380*COS∮1 负载功率（KW）*1000 则I2＝---------------------- √3*380*COS∮2 补偿后的负载功率因数为COS∮2，负载消耗的电流值为I2 则所需补偿的电流值为：I ＝I1－I2 所需采用的电容容量参照如下： 得到所需COS∮2每KW负荷所需电容量（KVAR） 例： 现有的负载功率为1500KW，未补偿前的功率因数为COS∮1＝0.60，现需将功率因数提高到COS∮2=0.96。则 1500*1000 则I1＝-----------------＝3802（安培） √3*380*0.60 1500*1000 则I2＝------------------＝2376（安培） √3*380*0.96 即未进行电容补偿的情况下，功率因数COS∮1＝0.60，在此功率因数的状况下，1500KW负载所需消耗的电流值为I1＝3802安培。 进行电容补偿后功率因数上升到COS∮2＝0.95，在此功率因数的状况下，1500KW负载所需消耗的电流值为I2＝2376安培。
所以功率因数从0.60升到0.96。所需补偿的电流值为I1－I2＝1426安培 查表COS∮1=0.60，COS∮2=0.96时每KW负载所需的电容量为1.04KVAR，现负载为1500KW，则需采用的电容量为1500*1.04＝1560KVAR。现每个电容柜的容量为180KVAR，则需电容柜的数量 为1500÷180＝8.67个即需9个容量为180KVAR电容柜。
一单项选择（共10道） 1 《并联电容器装置设计规范》GB50227-2008适用于（A ）kV及以下电压等级的变电站、配电站中无功补偿用三相交流高压、低压并联电容器装置的新建、扩建工程设计。 （Ａ）750（Ｂ）220 （Ｃ）110（Ｄ）35 ２电抗率是指并联电容器装置的（ C ）之比，以百分数表示。 （Ａ）串联电抗器的额定容抗与串联连接的电容器的额定感抗 （Ｂ）串联连接的电容器的额定容抗与串联电抗器的额定感抗 （Ｃ）串联电抗器的额定感抗与串联连接的电容器的额定容抗 （Ｄ）串联连接的电容器的额定感抗与串联电抗器的额定容抗 ３每个串联段的电容器并联总容量不应超过（ B ）kvar。 （Ａ）4200（Ｂ）3900 （Ｃ）2300 （Ｄ）1200 4 并联电容器装置总回路和分组回路的电器导体选择时，回路工作电流应按稳态过电流最大值确定，过电流倍数应为回路额定电流的（C ）倍。 （Ａ）1.1 （Ｂ）1.2 （Ｃ）1.3（Ｄ）1.5 ５用于单台电容器保护的外熔断器的熔丝额定电流，应按电容器额定电流的（C ）倍选择。 （Ａ）0.83--0.95 （Ｂ）0.95--1.12 （Ｃ）1.37--1.50（Ｄ）2--5 6 并联电容器装置的放电器件应满足电容器断电后，在5s内将电容器的剩余电压降至（C ）V及以下。（Ａ）380（Ｂ）220 （Ｃ）50（Ｄ）36 ７动态无功补偿装置SVC自身产生的3、5、7、11次谐波，采用角型接线，其中（ C ）次谐波不会流入系统。 （Ａ）5（Ｂ）7 （Ｃ）3 （Ｄ）11 8、计算电容器额定电压是，需要考虑哪些因素（A B C） （A）系统额定电压（B）串联电抗器引起的电压抬升 （C）谐波引起的电压抬升（D）电容器内部元件额定电压 9、110kV系统允许的电压总畸变率为（C） （A）1.6% （B）2.0% （C）2.4% （D）3.0% 10、电能质量对频率指标有严格的要求，系统频率主要取决于（B） （A）有功（B）无功（C）电压（D）电流 二填空题（共10道） 1、电力系统无功电源主要有同步调相机、同步发电机、电力电容器、静止无功发生器。 2、电容器成套装置一般由高压并联电容器、串联电抗器、隔离开关、电流互感器、避雷器以及其余附件组成。 3、并联电容器成套装置回路中串联电抗器的作用是抑制谐波和限制合闸涌流。 4、TCR型静止动态无功补偿装置一般具有热管自冷、水冷两种冷却方式。 5、电力电子元器件串联使用要解决均压问题，并联使用要解决均流问题，目前最常用的均压方式为在元器件两端并联RC均压回路。 6、静止无功发生器SVG一般具有空载、感性、容性三种运行方式。 2U。三相半波可控整流电路中，晶闸管承受7、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为2 6U。（电源相电压为U2） 的最大反向电压为2 8、磁控型动态无功补偿装置其励磁方式一般分为内励磁和外励磁两种方式。 9、电能质量指标主要包括电压、电流、波形和畸变率。
用并联电容器补偿无功功率的原理及相关方法 无功补偿的原理：电网输出的功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电流超前于电压90℃.而电流在电容元件中作功时,电流滞后电压90℃.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180℃.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理. 集中补偿电容器作为补偿装置有两种方法：串联补偿和并联补偿。串联补偿是把直接串联到高压输电线路上，以改善输电线路参数，降低电压损失，提高其输送能力，降低线路损耗。这种补偿方法的电容器称作串联电容器，应用于高压远距离输电线路上，用电单位很少采用。并联补偿是把电容器直接与被补偿设备并接到同一电路上，以提高功率因数。这种补偿方法所用的电容器称作并联电容器，用电企业都是采用这种补偿方法。按电容器安装的位置不同，通常有三种方式。 1.集中补偿电容器组集中装设在企业或地方总降压变电所的6～10kV母线上，用来提高整个变电所的功率因数，使该变电所的供电范围内无功功率基本平衡。可减少高压线路的无功损耗，而且能够提高本变电所的供电电压质量。
2.分组补偿将电容器组分别装设在功率因数较低的车间或村镇终端所高压或低压母线上，也称为分散补偿。这种方式具有与集中补偿相同的优点，仅无功补偿容量和范围相对小些。但是分组补偿的效果比较明显，采用得也较普遍。 3.就地补偿将电容器或电容器组装设在异步或电感性用电设备附近，就地进行无功补偿，也称为单独补偿或个别补偿方式。这种方式既能提高为用电设备供电回路的功率因数，又能改善用电设备的电压质量，对中、小型设备十分适用。
电容补偿柜的电容容量如何计算 电容补偿柜的电容容量如何计算?（此文章讲的很透彻，很好的一篇文章）电网中由于有大功率电机的存在，使得其总体呈感性，所以常常在电网中引入大功率无功补偿器（其实就是大电容），使电网近似于纯阻性，Kvar就常用在这作为无功补偿电容器的容量的单位。 补偿电容器：主要用于低压电网提高功率因数，减少线路损耗，改善电能质量 电容器容量的换算公式为（指三相补偿电容器）： Q=√3×U×I ; I＝×C×U/√3 ; C=Q/×U×U) 上式中Q为补偿容量，单位为(Kvar)，U为额定运行电压，单位为(KV)，I为补偿电流，单位为(A)，C为电容值，单位为(F)。式中＝2πf/1000。 1. 例如：一补偿电容铭牌如下: 型号: , 3: 三相补偿电容器; 额定电压:; 额定容量:10Kvar ; 额定频率:50Hz ; 额定电容:199uF (指总电容器量，即相当于3个电容器的容量)。额定电流: 代入上面的公式，计算，结果相符合。 2. 200KVA变压器无功补偿柜匹配电容多少最合理? 一般来说,对于电动机类型的功率负荷,补偿量约为40%,对于综合配电变压器,补偿量约为20%. 如果知道未补偿前的功率因数,那么根据公式即可以算出具体的补偿量。 3. 例如：有电机12台，的电机4台，11KW的电机2台，500型电焊机15台，由于有用电高峰和低谷，在低谷时动力可下降30%，我现在用无功补偿柜里的电容器有4块14Kvar的，6块40Kvar的。据说匹配不合理，怎么样才能匹配合理。另外补偿器的读数在多少时最合适时没有罚款有奖励。 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%，对于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，即选取60Kvar为最大补偿容量，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