安科瑞 華梅超

江蘇安科瑞電器製造有限公司

摘要： 隨著中國經濟的飛速發展，企業對供電的需求與電力設備的質量提出了更高的要求

，電力係統運行的經濟性與電能質量
、無功功率有著密不可分的關係。

關鍵詞：無功補償 電容器 電抗器

引言：無功補償對電網的安全
、優質
、經濟運行具有重要作用。合理選擇無功補償方案和無功補償元器件意義重大。本文重點分析了常用無功補償元器件電容、電抗的特點
，並結合電網的現狀就自愈式電容器和串聯電抗器的選擇方麵提出了幾點注意事項。

1簡介

1.1自愈式電容器簡介

自(zi)愈(yu)式(shi)電(dian)容(rong)器(qi)采(cai)用(yong)單(dan)層(ceng)聚(ju)丙(bing)烯(xi)膜(mo)做(zuo)為(wei)介(jie)質(zhi)，表(biao)麵(mian)蒸(zheng)鍍(du)了(le)一(yi)層(ceng)薄(bo)金(jin)屬(shu)作(zuo)為(wei)導(dao)電(dian)電(dian)極(ji)。當(dang)施(shi)加(jia)過(guo)高(gao)的(de)電(dian)壓(ya)時(shi)，聚(ju)丙(bing)烯(xi)膜(mo)電(dian)弱(ruo)點(dian)被(bei)擊(ji)穿(chuan)，擊(ji)穿(chuan)點(dian)阻(zu)抗(kang)明(ming)顯(xian)降(jiang)低(di)

，流(liu)過(guo)的(de)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)急(ji)劇(ju)增(zeng)大(da)，使(shi)金(jin)屬(shu)化(hua)鍍(du)層(ceng)產(chan)生(sheng)高(gao)熱(re)，擊(ji)穿(chuan)點(dian)周(zhou)圍(wei)的(de)金(jin)屬(shu)導(dao)體(ti)迅(xun)速(su)蒸(zheng)發(fa)逸(yi)散(san)，形(xing)成(cheng)金(jin)屬(shu)鍍(du)層(ceng)空(kong)白(bai)區(qu)
，擊(ji)穿(chuan)點(dian)自(zi)動(dong)恢(hui)複(fu)絕(jue)緣(yuan)。所(suo)以(yi)，這(zhe)種(zhong)電(dian)容(rong)器(qi)也(ye)被(bei)稱(cheng)作(zuo)自(zi)愈(yu)式(shi)電(dian)容(rong)器(qi)。

1.2串聯電抗器簡介

串聯電抗器主要用於提高0.4kV電(dian)力(li)係(xi)統(tong)的(de)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)，有(you)效(xiao)抑(yi)製(zhi)電(dian)網(wang)的(de)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)，減(jian)輕(qing)電(dian)容(rong)器(qi)由(you)諧(xie)波(bo)引(yin)起(qi)的(de)過(guo)載(zai)，防(fang)止(zhi)諧(xie)波(bo)放(fang)大(da)
，對(dui)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)，改(gai)善(shan)網(wang)絡(luo)電(dian)壓(ya)波(bo)形(xing)
，提(ti)高(gao)供(gong)電(dian)質(zhi)量(liang)和(he)電(dian)網(wang)安(an)全(quan)經(jing)濟(ji)運(yun)行(xing)起(qi)良(liang)好(hao)作(zuo)用(yong)，適(shi)用(yong)於(yu)3.、5、7、9次諧波負載的無功補償及濾波作用。

2 選型

2.1自愈式電容器選型

在進行自愈式電容器選型要進行以下幾步：

第一步
，要確定電容器的額定電壓，這個會在本文的第4節重點說明;

第二步，要確定電容器的補償方式，單相
、三相，單相用於無功補償中的分補，三相用於無功補償中的共補;

第三步
，確定電容器的容量

，如：共補有10kvar，15kvar，20kvar，25kvar，30kvar，35kvar，40kvar，45kvar，50kvar等

，分補有3.34*3kvar
，5*3kvar，6.67*3kvar，8.34*3kvar，10*3kvar等。

2.2自愈式電容器型號說明

2.3串聯電抗器選型

在進行串聯電抗器選型要進行以下幾步：

第一步，要確定電容器的額定電壓，這個會在本文的第4節重點說明;

第二步，要確定電抗器的補償方式，單相
、三相，單相用於無功補償中的分補，三相用於無功補償中的共補;

第三步，確定電抗器的容量，根據電網背景確定電抗器的電抗率，這個會在本文的第4節重點說明
，再使用公式電抗率=XL/Xc
，按照確定好的電容器容量計算出對應的電抗器的容量。

2.4串聯電抗器型號說明

3 產品特點

3.1自愈式電容器產品特點

l 產品具有良好的自愈性能，即在電介質局部擊穿後
，能自動地迅速恢複其絕緣性能。

l 電容器電容偏差值不超過額定值的0～10%;

l 在工頻額定電壓下，20℃時損耗角正切值不大於0.001;

l 允許在1.1倍額定電壓下長期運行;

l 允許在1.3倍額定電流下長期運行;

l 產品內部安裝放電電阻，在斷電後1分鍾內可將端子上的電壓降低至50V以下;

l 電容器內設過壓隔離裝置，一旦電容器出現故障，內部產生的過壓力將使隔離裝置動作
，從而自動切斷電源。

3.2串聯電抗器產品特點

l 產品由優質矽鋼片及高強度電磁線等精心加工而成
，具有體積小、噪音低、損耗小、耐濕、阻燃等高性能;

l 附有一組常閉溫控開關
，串聯於本回路的控製回路中
，當電抗器超溫時，斷開回路
，具有保護回路的過載功能;

l 電抗器芯柱部分緊固件采用無磁性材料
，確保電抗器較高的品質因數和較小的溫升，並具有較好的抗諧波及濾波效果。

4 電容電抗選取的注意事項

傳(chuan)統(tong)的(de)無(wu)功(gong)補(bu)償(chang)裝(zhuang)置(zhi)在(zai)存(cun)在(zai)諧(xie)波(bo)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)做(zuo)無(wu)功(gong)補(bu)償(chang)時(shi)
，一(yi)定(ding)要(yao)用(yong)串(chuan)聯(lian)電(dian)抗(kang)器(qi)的(de)補(bu)償(chang)裝(zhuang)置(zhi)，使(shi)其(qi)在(zai)基(ji)波(bo)頻(pin)率(lv)下(xia)做(zuo)無(wu)功(gong)補(bu)償(chang)，在(zai)諧(xie)波(bo)頻(pin)率(lv)下(xia)表(biao)現(xian)電(dian)感(gan)性(xing)，避(bi)免(mian)發(fa)生(sheng)諧(xie)振(zhen)
，防(fang)止(zhi)諧(xie)波(bo)放(fang)大(da)。在(zai)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)選(xuan)用(yong)上(shang)應(ying)該(gai)注(zhu)意(yi)以(yi)下(xia)三(san)個(ge)方(fang)麵(mian)的(de)內(nei)容(rong)：

1)串聯電抗器與電容器的諧振頻率的選擇

串(chuan)聯(lian)電(dian)抗(kang)器(qi)的(de)選(xuan)擇(ze)主(zhu)要(yao)考(kao)慮(lv)電(dian)抗(kang)器(qi)和(he)電(dian)容(rong)器(qi)回(hui)路(lu)的(de)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)必(bi)須(xu)低(di)於(yu)諧(xie)波(bo)負(fu)荷(he)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)最(zui)低(di)階(jie)次(ci)的(de)諧(xie)波(bo)頻(pin)率(lv)，此(ci)外(wai)

，還(hai)應(ying)考(kao)慮(lv)串(chuan)聯(lian)回(hui)路(lu)對(dui)諧(xie)波(bo)電(dian)流(liu)的(de)分(fen)流(liu)。例(li)如(ru)，選(xuan)擇(ze)電(dian)抗(kang)率(lv)為(wei)4.5%或5.0%的電抗器以防止五次諧波放大時
，其引入電容器的諧波電流大於五次諧波電流總量的一半：同理，選擇電抗率為12%的(de)電(dian)抗(kang)器(qi)以(yi)防(fang)止(zhi)三(san)次(ci)諧(xie)波(bo)放(fang)大(da)時(shi)，其(qi)引(yin)入(ru)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)諧(xie)波(bo)電(dian)流(liu)大(da)於(yu)三(san)次(ci)諧(xie)波(bo)電(dian)流(liu)總(zong)量(liang)的(de)一(yi)半(ban)。考(kao)慮(lv)到(dao)電(dian)抗(kang)器(qi)和(he)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)製(zhi)造(zao)偏(pian)差(cha)
，即(ji)元(yuan)件(jian)損(sun)壞(huai)導(dao)致(zhi)容(rong)抗(kang)變(bian)化(hua)後(hou)，串(chuan)聯(lian)電(dian)抗(kang)百(bai)分(fen)率(lv)也(ye)會(hui)隨(sui)之(zhi)變(bian)化(hua)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)，諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)與(yu)係(xi)統(tong)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)的(de)諧(xie)波(bo)之(zhi)間(jian)要(yao)留(liu)有(you)一(yi)定(ding)的(de)裕(yu)量(liang)。所(suo)以(yi)，係(xi)統(tong)存(cun)在(zai)的(de)最(zui)低(di)階(jie)次(ci)的(de)諧(xie)波(bo)為(wei)5次(200Hz)時，建議串聯電抗率為7%的電抗器(諧振頻率為189Hz);係統存在的最低階次的諧波為3次(150Hz)時，則電抗器的感抗可設計為XL=14%Xc(諧振點為133.6Hz)。

2)電容器額定電壓選擇

因為並聯電容器需要長期
、quanezaidianwangzhonggongzuo
，erdianrongqiguzhangdeyigezhuyaoyuanyinshiyouyuguodianyayinqidianrongqicailiaojueyuanshuipingdejiangdi，zuihoudaozhijueyuanjichuanershidianrongqishousun，suoyiyidingyaozhongshidianrongqiedingdianyadexuanqu。huiluzhongdianrongqideedingdianyadexuanquyouxialieyinsujueding：

a)供電網的電壓水平Vs;

b)串chuan聯lian電dian抗kang器qi帶dai來lai的de壓ya升sheng。由you電dian工gong學xue原yuan理li可ke知zhi
，當dang電dian容rong器qi與yu電dian抗kang器qi組zu成cheng串chuan聯lian回hui路lu再zai接jie入ru電dian網wang時shi

，電dian容rong器qi兩liang端duan的de電dian壓ya會hui高gao於yu電dian網wang電dian壓ya，其qi升sheng高gao幅fu度du由you串chuan聯lian電dian抗kang器qi的de電dian抗kang率lv(P)決定：Uc=U/(1-P);

c)背(bei)景(jing)諧(xie)波(bo)電(dian)壓(ya)帶(dai)來(lai)的(de)壓(ya)升(sheng)。當(dang)電(dian)容(rong)器(qi)在(zai)含(han)有(you)諧(xie)波(bo)的(de)環(huan)境(jing)下(xia)工(gong)作(zuo)時(shi)，諧(xie)波(bo)電(dian)壓(ya)將(jiang)疊(die)加(jia)到(dao)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)基(ji)波(bo)電(dian)壓(ya)上(shang)
，使(shi)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)實(shi)際(ji)電(dian)壓(ya)升(sheng)高(gao)。諧(xie)波(bo)電(dian)壓(ya)至(zhi)少(shao)應(ying)考(kao)慮(lv)V0=0.5%Vs， V5=5%Vs，V7=5%Vs(低壓)。

5選型案例

某公司的無功補償設備為400kvar，諧波背景為5次以上諧波
，容量按照分補40%
，共補60%來分配，那麼，無功補償元件選擇如圖所示，確定步驟如下：

第一步，由於諧波背景為5次以上，所以電抗率選擇為7%;

第二步，總容量為400kvar，分補容量為160kvar，共補容量為240kvar;

第三步
，分補電容為ANBSMJ-0.25-13.34*3，共4路;共補電容為ANBSMJ-0.45-40-3，共6路;

第四步，根據電抗率，選擇分補電抗器為ANCKDG-0.25-0.93-7
，共12個，共補電抗器為ANCKSG-0.45-2.8-7

，共6個;

第五步，選擇適當的投切元器件與控製器。會在續篇中描述。

6結束語

綜上所述
，電網無功補償是一項建設性的技術措施

，對電網安全、優質、經(jing)濟(ji)運(yun)行(xing)有(you)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。電(dian)網(wang)和(he)負(fu)載(zai)的(de)特(te)點(dian)選(xuan)擇(ze)合(he)理(li)的(de)補(bu)償(chang)方(fang)式(shi)是(shi)有(you)效(xiao)補(bu)償(chang)的(de)關(guan)鍵(jian)。針(zhen)對(dui)目(mu)前(qian)電(dian)網(wang)諧(xie)波(bo)汙(wu)染(ran)嚴(yan)重(zhong)的(de)現(xian)狀(zhuang)
，在(zai)做(zuo)無(wu)功(gong)補(bu)償(chang)時(shi)一(yi)定(ding)要(yao)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)裝(zhuang)置(zhi)，避(bi)免(mian)諧(xie)振(zhen)和(he)諧(xie)波(bo)放(fang)大(da)的(de)現(xian)象(xiang),保證電容電抗的壽命和無功補償裝置的補償效果
，為客戶創造價值。

【參考文獻】

[1] 安科瑞電氣股份有限公司產品手冊.2013.01.版

作者簡介：華梅超
，女
，本科，江蘇安科瑞電器製造有限公司，主要研究方向為智能建築供配電監控係統。