工廠配電系統(tǒng)中電容器過補償問題的分析研究

時沖

摘要：在工廠配電系統(tǒng)中，電容器是其中的一個重要組成部分。電容器的安全穩(wěn)定運行會直接影響到整個工廠配電系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。若是電容器出現(xiàn)異常問題會直接對配電系統(tǒng)的生產(chǎn)效率帶來影響，然而在實際過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)電容器過補償問題。長期處于過補償狀態(tài)時，會導致力調電費增加、電壓降低、線損增加，產(chǎn)生較大的危害。對此，我們需要對于工廠配電系統(tǒng)中電容器過補償問題進行具體的分析并探究解決措施。

關鍵詞：工廠配電系統(tǒng);電容器;過補償問題;解決措施

為了能夠有效提高功率因素，在工廠配電系統(tǒng)中可以安裝補償電容，以此來降低能源損耗。電容器過補償問題出現(xiàn)會導致有功損耗增加，諧振現(xiàn)象出現(xiàn)，對工廠配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。對此，為了能夠有效降低電容器過補償所帶來的危害，就需要對這些問題進行明確并針對性地采取科學、合理的措施來解決這些問題，以此來提高工廠配電系統(tǒng)的運行效果，確保經(jīng)濟效益的實現(xiàn)。

一、無功補償概述

工廠配電系統(tǒng)交流電路中會存在電源供給負載率，其中包括有功和無功功率。有功功率主要是指在用電設備正常運行過程中所產(chǎn)生的電功率，它可以將電能轉化為熱能、光能、機械能等電功率;而無功功率主要是電路內(nèi)磁場、電場的交換作用，主要是幫助電氣設備維持磁場，它對外能夠轉變成其他形式能量[1]。若是電氣設備存在電磁線圈就需要建立磁場，這一過程就很有可能產(chǎn)生無功功率。

二、無功補償技術的意義和特點

（一）電容器無功補償

當前隨著用電設備電力負荷的不斷增加，所以對電網(wǎng)系統(tǒng)提出了更高的要求，需要不斷增強電網(wǎng)系統(tǒng)的利用率。由于在系統(tǒng)運用過程中，無功電流占用了較多的電力傳輸容量，會增加電力傳輸損耗，所以需要不斷縮短無功的產(chǎn)生、減小無功用戶之間距離，這樣可以增加有功功率的產(chǎn)生，提高電力質量，減少能量消耗。當前連接到電網(wǎng)中的電器需要同時擁有無功和有功兩種功率。變壓器和電機中的磁場需要依靠無功電流來維持，輸電線也需要消耗無功電流來產(chǎn)生電感[2]。此外，熒光燈、電抗器等電路也需要使用到無功功率。為了有效減少電力損耗，增強電力輸送的質量和容量就需要對無功功率進行補償。通常情況下，用電設備需要從電源中獲取有功和無功功率，若是電網(wǎng)中無功功率較少，不能夠滿足用電設備的需求，那么用電設備就沒有足夠的無功功率來維持電磁場。這些設備就不能在正常情況下開展工作，端電壓會下降，影響到用電設備的正常運行。

（二）無功補償技術的意義

當前所產(chǎn)生的無功補償技術主要是對無功補償理論進行進一步的探究，它可以用于工廠配電系統(tǒng)運行過程中，大大提升電網(wǎng)功率因素，從而降低在電力輸送過程中，線路以及設備中電能的消耗，以此提高供電質量和效率。與此同時，也能夠穩(wěn)定電網(wǎng)內(nèi)環(huán)境。無功補償技術可以將容性功率負荷裝置以及感性功率負荷并聯(lián)起來。在這兩個負荷之間，電能能在電網(wǎng)中進行交換，以此來對無功功率進行補償，這樣可以更好地滿足當前電網(wǎng)運行過程[3]。此外，也可以將補償方法分為混合型補償、分組補償、集中補償?shù)榷喾N方式。無功補償技術能夠有效降低線路降壓，提高功率因素。這樣一來，可以有效減小系統(tǒng)線路電壓損失，改善末端電能質量。

三、電容器過補償問題

在工廠配電系統(tǒng)中所涉及到的電容器過補償裝置主要分為就地補償、分散補償、集中補償。補償方式不同所產(chǎn)生作用也不同，通過配合可以更好地提升工廠配電系統(tǒng)運行性能。但是，雖然當前行業(yè)已經(jīng)不斷強化過補償問題的改善，但是仍然會存在這個問題。

（一）集中補償

在過補償裝置中所涉及到的集中補償主要是將工廠配電系統(tǒng)中所涉及到的無功補償全部集中起來，將這些無功補償集中在配電變壓器、變電站的匯流母線上，進行更為集中、統(tǒng)一的補償，這樣可以有效增強變壓器的供電能力，同時降低輸電線路、變壓器、母線上功率的損耗，進一步改善電壓質量，為后續(xù)維護工作的開展奠定基礎。針對這種類型，若是在集中補償過程中出現(xiàn)過補償問題，那么會帶來非常嚴重的影響。我們可以以某工廠配電系統(tǒng)為例，將2500kVA，10 kV的變壓器作為專用線路供電，并在一側設置計量結算點。在工程開展兩個月之后，可以發(fā)現(xiàn)第一象限無功電量為11092 kVarh，第四象限無功電量為39874 kVarh。若是電流在第一象限，那么電路會呈現(xiàn)感性負荷[4]。若是電路呈容性負荷，那么集中補償裝置中無功功率會增大，系統(tǒng)諧波增大，電壓會明顯高于系統(tǒng)電壓，這時會出現(xiàn)損壞用電設備、諧振等問題，降低功率因素。

（二）用電設備就地補償

在工廠配電系統(tǒng)運行的過程，在用電設備附近會利用就地補償電容器的方式對系統(tǒng)末端用電設備開展就地補償，從而補償所消耗的無功功率，這樣可以有效提高功率因素。但是，在實際補償過程中，若是利用小時數(shù)較低的設備，通常利用率比較低。且由于安裝特殊性，運行條件存在問題，不利于后期維護過程，容易產(chǎn)生過補償問題，影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在某電廠配電系統(tǒng)運行的過程中，若是利用雙管熒光燈照明設備，在未補償前功率因數(shù)為0.5[5]。若是在安裝補償電容器設備之后，可以有效提高原有的功率因素，且可以為其并聯(lián)電容。在安裝完成之后，需要進行調試。這時發(fā)現(xiàn)配電箱容易出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，主要原因在于電流超過電壓。這時設備中的線路容易處于容性負載狀態(tài)，這樣容易產(chǎn)生過補償問題，影響到系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

四、防范措施

為了能夠有效防止在工廠配電系統(tǒng)中出現(xiàn)電容器過補償問題，控制諧波的產(chǎn)生，提高功率因素，增強系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定性，就可以通過以下措施來防范。首先，需要利用自動投切控制的方式，根據(jù)工廠配電系統(tǒng)中電容器的運行情況合理控制、監(jiān)督功率因素，從而可以有效調整其運行?；蛘呃猛肚醒a償裝置來提升功率因素，并將其控制在合理范圍之內(nèi)，這樣可以有效避免在工廠配電系統(tǒng)中出現(xiàn)的電容器過補償問題，提高運行穩(wěn)定。其次，需要綜合考慮變壓器，不能出現(xiàn)輕載或空載運行的情況，調整其負載功率至最佳范圍內(nèi)。與此同時，需要采取相應控制手段，防止在后期運行中出現(xiàn)偏差，這樣可以有效降低過補償問題發(fā)生概率。此外，還可以從容性負載方面開展防范，有效減小電容器設置，增加電抗器設置，從而確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定。此外，還可以從感性負載角度出發(fā)，若是變壓器和電動機處于輕載或空載運行狀態(tài)時，需要安裝電容器補償裝置，提高電氣設備的功率因素，這樣可以降低能源消耗，確保維持系統(tǒng)穩(wěn)定[6]。

結束語：

綜上所述，在當前工廠配電系統(tǒng)運行的過程中需要對電容器過補償問題進行分析，了解到無功補償?shù)南嚓P意義和特點。針對電容器過補償問題，制定針對性的防范措施，以此更好地維護系統(tǒng)運行的穩(wěn)定和安全，提高工廠生產(chǎn)效率的同時增強企業(yè)經(jīng)濟效益。

參考文獻：

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