高压并联电容器主要用于工频（50HZ或60HZ）1千伏及以上交流电力系统中，提高功率因素，改善电网质量。
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。
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。
新型智能综合配电箱技术方案 2010年8月
新型智能综合配电箱主要功能 智能综合配电箱是集无功补偿、电能计量、出线保护、漏电保护、负荷分配、在线监测以及台区管理为一体，具有远程传输数据和智能化控制功能，较好的将低压配电新技术产品、通讯技术、计算机网络技术有机的整合，解决了传统综合配电箱监测手段落后、无功补偿效果差、开关误动频繁、使用寿命短等技术缺陷的设备，适用于城乡电网杆上公用配电变压器低压侧安装使用。 1、使用环境条件 1.1安装地点： 户外 1.2周围空气温度： 周围空气温度不高于＋45℃，在24h内其平均温度不超过＋35℃，周围空气温度的下限为-40℃。箱体内最高温度不高于＋65℃。 1.3海拔： 安装场地的海拔不超过2000m 1.4湿度： 日平均相对湿度不大于95%；最高温度为＋25℃时，相对湿度短时可高达100% 1.5污秽等级： GB 7251.1-2005规定的污染等级4 2、主要功能 2.1配变监测 通过配变终端进行配变及综合箱运行参数测量、统计，并通过与远程主站系统的数据交互实现配变在线监测功能，主要包括（根据应用需求配置）： 1)采集三相电压、电流，实现电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电量、三相电压2-19次谐波分析、三相电流2-19次谐波分析、无功电量的测量。 2)采集电能表的数据。 3)统计电压合格率、功率因数合格率。 4)统计供电时间、停电时间，记录停/上电起止时间。
5)采集断路器遥信与门禁等状态量信息。 6)统计三相电压、电流不平衡越限时间；统计电流、视在功率越限时间。 7)采集电容器及投切设备的状态，判断是否故障，并统计电容器累计投入时间和次数及电容器累计补偿的无功电能量。 8)能够实时采集漏电电流，并远程上传。 2.2电能计量 配电箱中留有两个电表位置用于安装电能表与采集终端等装置，用于电能计量功能，计量数据可用于线损考核。 2.3电能分配 配电箱可不设进线总开关（可选），但配置出线开关。开关容量根据配变容量及供电要求配置，出线路数根据实际需要配置。 2.4无功补偿 1)配置无功补偿功能的原则：对于功率因数小于0.85的用户需进行无功补偿。补偿后，功率因数≥0.95。 2)无功补偿控制物理量可为功率因数或无功功率或电压；目标功率因数、无功投切门限、投切延时时间和投切间隔时间可在线设置，无投切振荡，无补偿呆区。 3)补偿容量配置 配电箱配置的最大补偿容量不低于配变容量的30%，订货中可以指定实际配置的补偿电容器的容量。 4)无功补偿控制器具备12路电容器投切控制输出，可定义为共补和分补方式。具备三相共补、三相分补和三相混合补偿功能。 5)无功补偿控制模式 无功补偿有远方控制和当地自动控制、闭锁模式三种模式。 6)电容器投切原则 电容器投切遵循“合适优先、三相优先、先投先切、均衡使用”的原则。 7)电容器保护 当出现过电压、欠电压、电压断相、谐波越限、电容器温度过高情况，由无
常见电力电容器保护类型： 电容器保护 1 保护熔丝 现代电容器组的每台电容器上都装有单独的熔丝保护，这种熔丝结构简单，安装方便，只要配合得当，就能够迅速将故障电容器切除，避免电容器的油箱发生爆炸，使附近的电容器免遭波及损坏。此外，保护熔丝还有明显的标志，动作以后很容易发现，运行人员根据标志便可容易地查出故障的电容器，以便更换。 2 过电流保护(电流取自线路TA) 过电流保护的任务，主要是保护电容器引线上的相间短路故障或在电容器组过负荷运行时使开关跳闸。电容器过负荷的原因，一是运行电压高于电容器的额定电压，另一种情况是谐波引起的过电流。 为避免合闸涌流引起保护的误动作，过电流保护应有一定的时限，一般将时限整定到0.5s以上就可躲过涌流的影响。 3 不平衡电压保护(电压取自放电TV二次侧所构成的开口三角型) 电容器发生故障后，将引起电容器组三相电容不平衡。电容器组的各种主保护方式都是从这个基本点出发来确定的。 根据这个原理，国内外采用的继电保护方式很多，大致可以分为不平衡电压和不平衡电流保护两种。这两种保护，都是利用故障电容器被切除后，因电容值不平衡而产生的电压和电流不平衡来启动继电器。这些保护方式各有优缺点，我们可以根据需要选择。 单星形接线的电容器组目前国内广泛采用开口三角电压保护。 对于没有放电电阻的电容器，将放电线圈的一次侧与电容器并联，二次侧接成开口三角形，在开口处连接一只低整定值的电压继电器，在正常运行时，三相电压平衡，开口处电压为零，当电容器因故障被切除后，即出现差电压U0，保护采集到差电压后即动作掉闸。 4 不平衡电流保护 这种保护方式是利用故障相容抗变化后，电流变化与正常相电流间形成差电流，来启动过电流继电器，以达到保护电容器组的目的。常见的不平衡电流保护的方式有以下两种： 4.1 双星形中性点间不平衡电流保护 保护所用的低变比TA串接于双星型接线的两组电流器的中性线上，在正常情况下，三相阻抗平衡，中性点间电压差为零，没有电流流过中性线。如果某一台或几台电容器发生故障，故障相的电压下降，中性点出现电压，中性线有不平衡电流I0流过，保护采集到不平衡电流后即动作掉闸。
基于智能电容器的无功补偿系统设计 发表时间：2019-11-29T15:45:45.420Z 来源：《中国电业》2019年16期作者：穆海萍 [导读] 适用场合广泛且维护方便，可靠性高等优点，因此具有良好的推广应用前景。 摘要：当前的智能式电容器比较先进，集现代测控、电力电子技术、网络通信协议、自动控制原理以及新型绝缘材料技术等为一体，具有补偿效果好，小型化，功率消耗低，接线方便，适用场合广泛且维护方便，可靠性高等优点，因此具有良好的推广应用前景。 关键词：智能电容器；无功补偿；系统 1智能电容器模块的电气结构与原理 如图1、图2所示，智能电容器模块由智能测控单元、晶闸管复合开关电路、线路保护单元、2台△型(三相补偿)或I台Y型(分相补偿)低压电力电容器构成，它们各自独立工作又互相联系。 (1)智能测控单元。智能测控单元以工业级DSP为核心，同AD转换、CAN-籅US通信、LCD显示、数据存储等构成一个系统，集采样、运算、分析、控制、通信、人机交互、数据存储于一体，与其它部件进行数据交换，从而有效地协调整个智能电容的工作。同时，智能测控单元坯集成了外部通信功能，可以把本机的运行工况和测量数据通过RS-485接口与外部设备通信以及与其它智能电容器、控制器或后台监控系统进行数据交换，真正做到了透明化、智能化和模块化。 (2)煽控硅复合开关电路。晶闸管复合开关电路包含了可控硅.过零检测与触发模块、可控硅保护模块、磁保持继电器驱动模块及开关故障检测模块。电路采用电力电子可控硅与大功率磁保持继电器复合技术，利用可控硅的快速导通和磁保持继电器触点的零压降实现互补，真正做到过零投切和低功耗运行。合闸时，该电路可实时检测可控硅开关两端(即电力电容器与电网)的电压差，当电压差基本为0（相差小于3V）时，触发可控硅导通，无冲击涌流，做到柔性投入;之后，磁保持继电器吸合，短路可控硅的两端电极，通过继电器触点接通主回路 (3)线路保护单元 线路保护单元由空气开关、快速熔断器及电流检测回路组成。此单元旨在保护智能电容器整机，当智能电容器发生过负荷、三相不平衡或内部短路等故障时，线路保护单元实时跳闸，以保护电网不受影响。 (4)电力电容器。电力电容器采用干式自愈式金属化薄膜电容器，使用高温薄膜卷绕、环氧树脂材料灌封，罐内填充氮气或蛙石，设置防爆装置，安全无泄漏;内置温度传感器，把电容器的实时温度信号传送至智能测控单元，用作过温保护判据。 2 无功补偿控制策略与电容器投切方式 2.1 无功补偿控制策略 传统的无功补偿控制策略有无功功率控制、功率因数控制、电压控制、电压无功控制、电压功率控制、电压时间控制等，本文采用的是电压无功控制策略。电压无功控制方法又称之为九区图法，即在含有变压器的情况下，将平面按电压和无功功率的上下限划分为九个区域，不同的区域代表不同的含义，通过投切电容器进行无功补偿的控制。在配有载调压变压器的条件下，通过调节变压器分接头和投切电容器可以改变电网电压和无功补偿容量ＱＣ， 进而改变母线电压Ｕ和从电力系统吸收的无功功率Ｑ。 2.2 电容器过零投切 电容器的投切控制是配电网运行中的一项重要研究内容，根据选择的控制目标及控制参数的不同，可将控制方式分为单一变量控制和综合控制，单一变量控制方式主要包括无功功率控制方式、功率因数控制方式、电压控制方式等。近些年随着人工智能技术的发展，也出现了基于模糊控制理论的控制方式。无论是何种控制方式都应该尽量做到在不发生过补偿、投切振荡、冲击电流等情况下，最大限度地利用补偿设备快速地提高电网的功率因数。 本文设计的智能电容器所需的投切开关为复合开关。复合开关将磁保持继电器和晶闸管复合并联在一起，兼两者之长。复合开关的工作原理：线路导通时，驱动电路先发出信号使晶闸管导通，再控制继电器导通，当磁保持继电器导通后，电网电流转移到继电器上，此时驱动电路发出信号使得晶闸管断开，系统正常工作；线路断开时，驱动电路先发出信号使晶闸管导通，此时继电器仍处于导通状态，再控制继电器断开，最后驱动电路发出信号，使得晶闸管在电流过零处断开。复合开关的优点有：无涌流，无电弧；能够实现电压过零处投入，电流过零处切除；功率损耗低。现在很多电力电子仪器都对电压要求很高，无功补偿的趋势就是过零投切。过零投切实际上就是电压过零时投入，电流过零时切除。过零投切的原理：电容器的电压不能突变，如果不是在电压过零点处投入，那么电容器的电压和系统中本身的电压叠加，会产生幅值大、频率高的涌流，增加了功率损耗，增加了对电容器及其他设备的冲击次数。 3智能电容无功补偿器的硬件模块设计 3.1 硬件模块 智能电容器的模块及其功能为：电源模块，为ＤＳＰ控制器、磁保持驱动电路、运放芯片、液晶显示模块等提供所需的电源支持；ＤＳＰ控制器，采用ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２芯片，控制整个系统的运行；电网参数采集模块，采集需要的电压电流参数，输送到ＤＳＰ控制器内进行计算；温度采集模块，通过检测周围的环境温度，实时监控是否满足智能电容器的工作温度；复合开关驱动模块，ＤＳＰ控制器检测到电网需要进行无功补偿时，复合开关驱动模块发送驱动信号，控制电容器的投切；按键与液晶显示模块，即人机操作界面，可以通过按键与液晶显示屏操作与观察当期智能电容器的运行状态；通信模块，采用ＲＳ－４８５通信协议，负责智能电容器各模块之间的通信。 3.2 电网参数采集模块 本文采用的ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２芯片自带１６路１２位的Ａ／Ｄ转换器，可以对电压电流信号进行数据采集。ＡＤＣ模块的模拟电压输入范围是０～３Ｖ，而低压配电网络的电压一般为３８０Ｖ，不在ＡＤＣ模块所采集的信号输入范围之内，并且ＡＤＣ模块比较敏感，当０Ｖ或３Ｖ的信号输入到模块端口时，可能会损坏ＡＤＣ端口而不能正常工作。因此选择电压互感器对电压信号进行降压处理，
标题：ZBMGD系列智能低压抗谐波电容器---电力节能领先技术 1.智能低压抗谐波电容器，创新技术 我司在吸取国外先进模块化技术的基础上，在国内率先研制开发成功智能滤波补偿模块，攻克了谐波治理领域模块化发展的重大技术难题，它的问世必将促进电力节能模块化这项前沿技术在国内电能质量领域的快速发展。 通用型号：ZBMGD-33.3/25kvar ZBMGD-66.7/50kvar 2.智能低压抗谐波电容器，替代传统补偿装置 ZBMGD系列智能滤波补偿模块将滤波电抗器与高性能补偿电容器在内部集成为一个整体，同时配套电抗器、电容器、晶闸管、刀熔开关、断路器，智能测控单元于一体，镀锌固定金属安装板等组件，使之实现一体化，用户可以直接订购应用于有谐波影响的低压补偿系统中，尤其受到从事常规无功补偿业务的电力设备生产企业的欢迎，可以利用原来的补偿技术基础，结合抗谐振滤波补偿模块，开发抗谐振滤波补偿业务，满足广大谐波污染用户的补偿需求。 智能滤波补偿模块结构智能补偿模块安装传统无功补偿安装 3.智能低压抗谐波电容器，产品优势 3.1接口简单安装容易：一个模块自成相对独立的系统，只需连接电网和控制两个接口，根据所需补偿容量直接选用对应的产品型号和数量，省却了抗谐波方案复杂的计算和设计； 3.2组合拼装结构紧凑：使用模块如同搭积木，可按照需要组合出各种容量和级数；结构紧凑，单柜安装容量较传统方式可增加一倍以上；
3.3柜型通用扩展自如：可以与国内外各种柜型轻松配套，并能随着企业的生产发展，根据无功补偿容量的变化，随时增加模块进行扩容； 柜体安装，增容并柜图片 4.智能低压抗谐波电容器，功能特点 4.1低损耗，滤波电抗器 ★真材实料（重量46KG） ★漆包线（天顺电工） ★100%全新硅钢片（电损低） ★产品3C检验报告 ★纯铜配件（特殊工艺） ★H级180度绝热材料 ★线性度1.5倍， ★24个月质保，永久维护 ★上海ABB、上海电科院、通用电气、北京（南京福卡）合作伙伴； 4.2 特殊工艺，防爆电容器 ★自愈性，圆柱形，100%防爆； ★薄膜厚度9um特殊防爆膜； ★温升6~8K，散热好； ★石英沙+硅油； ★铝外壳，不生锈； ★损耗低，容值衰减，三年不超过3%； ★端子压接：采用螺柱连接，防护盖； ★中天创展案例：中频炉滤波器使用400台，2007年开始运行，7年了，损坏不超过5%（20台）。 硅钢片卷 电抗器 漆包线 46.02Kg 硅钢片 防爆电容器 电力电容器 防爆电容器
智能台区（综合配电箱）系统配置图 配变监测计量终端，实现监测漏保、门禁、电容“三遥”功能，油温、环境变量在线监测功能。 外型及尺寸 避雷器 熔断器 可通信漏电保护器 负荷隔离开关 可通信漏电保护器 避雷器 熔断器 配变监测终端 集中器 电流互感器 避雷器 可通信漏电保护器 熔断器 避雷器 智能组合式电容器
主要组部件材料 主要组部件材料参数表 序号材料名称规格型号 100kVA 200kVA 315kVA 一进 三出 一进 三出 一进 三出 1 互感器LMZ-0.66 150/5 0.2 LMZ-0.66 200/5 0.2 3 LMZ-0.66 250/5 0.2 LMZ-0.66 300/5 0.2 3 LMZ-0.66 400/5 0.2 LMZ-0.66 500/5 0.2 3 LMZ-0.66 600/5 0.2 2 可与配变终端联网通信 漏电保护器HiZB-100T/3N HiZB-250T/3N 3 HiZB-400T/3N 3 HiZB-600T/3N 3 3 避雷器FYS-0.22 12 12 12 4 负荷隔离开关630/3 1 1 1000/3 1 5 智能组合电力电容器HiX-450-10S（共补） 1 1 HiX-450-20S（共补） 1 HiX-250-10F（分补） 1 HiX-450-20S+20S（共补） 1 HiX-450-10S+15S（共补）1 HiX-250-20F（分补） 1 1 HiX-250-30F（分补） HiX-450-20S+30S（共补） HiX-450-20S+10S（共补） 1 6 熔断器 100A 250A 9
Value Engineering 0引言 电力电容器是城市电力系统的重要组成部分，广泛应用与电力系统和电工设备之中，在均压、稳压、降低线路系统损耗以及提高电力系统功率因数等方面有良好的表现性能，因而在工厂、居民区、市政设施、交通设施等电力系统的配电系统中都有着巨大的作用。另一方面，电容器又是非常容易受损，对安装于维护有着较高要求的电力设备，其回路中若存在任何细微的非正常接触，均可能激发高频振荡电弧，同时电力系统在运行过程中电流与电压均会对电力电容器产生不同程度的影响，因而电力电容器的保护对于其自身功效和寿命的稳定乃至整个电力系统的正常运行有着十分重要的意义，而关于电力电容器的保护技术，我们大致也可以从电流与电压两个方面切入进行分析。 1电流保护 电容器组的电流保护主要包含了过电流保护和电流速断保护两个方面，装设过电流保护的目的主要是保护电容器组的引线、套管的短路故障，也可作为电容器组内部故障的后备保护。过电流保护接在电容器组断路器回路电流互感器二次侧。通常非为速断和过流两段，速断段的动作电流按在最小运行方式下引线相间短路，保护灵敏度大于2来整定。 当电容器组引接母线、电流互感器、放电电压互感器、串联电抗器等回路发生相间短路，或者电容器组本身内部元件全部或者部分被击穿形成相间短路时，电容器系统内部会产生很大的短路电流，为了防止此种情况对电力电容器造成不可逆转性破坏，应该在系统内装设速断和过电流（定时限或者反时限）保护。 “电流速断保护的动作电流按在最小运行方式下引线相间短路[1]”，起保护灵敏度大于2来整定，利用动作时带有0.1~0.2s 的延时来躲过电容器的充电涌流，进而对电力电容系统进行保护，其通常以在三相电容器端在最小运行方式下发生两相短路时，保护具有足够灵敏度来整定动作电流为标准。 除速断保护之外，电容器的过电流保护是速断保护的后备，同时兼做电容器组的过负荷保护，其动作电流应该考虑以下三点： ①电容器组的电容有±10%的偏差，使负荷电流增大；②电容器长期工作环境电流为额定电流的1.3倍；③合闸涌流冲击下不发生误动。 另一方面，电容器过电流保护最好采用反时限特性，并与电容器的过电保护相配合，建议两段电流保护均采用三相式接线以获得较高的灵敏度。 2低电压保护 在电力电容器正常运行的过程中若发生突然断电或者失去电压，可能对电容器系统造成两种不良后续反应，进而对电容器系统 造成破坏。例如，当“电力系统断电后供电恢复，电容器若未能及时 切除，则可能造成变压器带电容器合闸，产生谐振过电压，从而造成 变压器或者电容器的损坏[2] ”。除此之外，电路系统在停电后恢复供电的初期，变压器还未完全带负荷运行，母线电压较高，这也可能引起电容器产生过电压，所以从种种情况来看，电力电容器应该装设低电压保护。 一般情况下，电力电容器低电压保护的动作电压可以取值为Uop=（0.5~0.6）Un/n bv 其中，Un 表示系统额定电压，n bv 表示电压互感器变比。当Uop 取值在0.5Un/n b 及以下时，互感器二次一相熔丝熔断也不会使低电压保护误动作，为避免同级电压出现短路时低电压保护误切电容机组，应以时限躲过。 3过电压保护 “过电压保护是通过电压继电器来反映外部工频电压升高的，电压继电器可以接在放电线圈或放电用电压互感器的二次侧。在同一母线上同时接有几组电容器时，电压继电器也可以接在母线电压互感器二次侧，几组电容器共用一套过电压保护[3]”。对系统产生的过电压，只考虑对称过电压，要求电容器的过电压保护返回系数不低于0.98。目前在我国的电力系统中已经广泛采用微机保护技术，其返回系数基本都能符合这一要求。过电压元件的整定范围为1.1~1.3倍额定电压，同时动作时间应小于电容器允许的过电压时间。 按照我国国标的强制规范，电容器工频过电压以及其相应的允许运行时间如表1所示。 4不平衡保护技术 在一组电容器中，由于故障切除或者一部分电容器发生短路后，剩余的电容器承受的电压大小和电容器组的接线方式、每组并联的台数、串联的段数等因素有关。内过电压保护的接线方式很多，砖石内过电压保护的目的是防止电容器组中因个别电容器故障切除后，健全电容器上的电压查过额定电压的1.1倍，如不及时处理这一情况并断开电容器组，就会造成其他电容器的损坏，对系统产生进一步的危害。 在一组电容器的各串联段上装设电压互感器，可以监视电容器两端出现的工频过电压，但这通常需要多台电压互感器和电压继电 —————————————————————— —作者简介：张磊（1978-），男，河南信阳人，技师。 谈谈电力电容器保护技术 Talking about the Power Capacitor Protection Technology 张磊Zhang Lei （河南省信阳市供电公司变电检修部，信阳464000） （Henan Province Xinyang City Power Supply Company Substation Maintenance Department ， Xinyang 464000，China ）摘要：电力电容器组均压、稳压、降低线路系统损耗以及提高电力系统功率因数等方面有良好的表现性能，但同时又容易受到来自电流和电 压等方面的损害，因而电力电容器的保护对于其自身功效和寿命的稳定乃至整个电力系统的正常运行有着十分重要的意义，本文就将从电流、 电压、不平衡保护等方面对电力电容器保护技术进行分析。 Abstract:Power capacitors have good performance in equalizing pressure,voltage regulation,reducing line losses and improving power factor of power system and other factors,however,they are vulnerable to be damaged by the current and voltage.So the protection of the power capacitor has a very important sense for the stability of its effectiveness and life as well as the normal operation of the entire power system.This paper makes analysis on the power capacitor protection technology from the current,voltage,unbalance protection and other aspects. 关键词：电力电容器；过电压；不平衡保护Key words:power capacitors ；over-voltage ；unbalance protection 中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）01-0025-02 注：表中所示过电压1.15U 、1.2U 、1.3U 及其相应的运行时间，在电容器的寿命期间总共不超过2000次，其中若干次过电压实在电容器内部温度低于零度但未低于温度下限时发生. 表1电容器工频过电压与相应允许运行时间表 工频过电压值 最大允许运行时间 备注 1.1U 长期运行长期运行过电压的最高值不应超过1.1U 1.15U 1.2U 1.3U 30min 5min 1min 系统电压调整与波动轻负荷时电压升高 ·25·
WBMJZ集成式智能电力电容器 产品特点 Product Charicteristics ●一体化：本产品由高分断小型断路器、智能测控单元、过零投切系统、圆柱形铝壳自愈 式电力电容器完美结合而成。 ●智能化：功率因数测量精度高、显示范围宽、LCD液晶显示、界面美观大方、具有自 动运行和手动运行两种工作方式；实时显示电网的各个参数、实时温度显示，保护设备的正常运行；具有过电压、欠电压、欠电流、过温度、过欠补偿保护功能；具有掉电保护功能；掉电数据不丢失。具有时钟功能（匹配），能够实时显示当前时间；电流信号输入阻抗小于0.01Ω，精度高；提供485通讯接口，内置MODBUS-RTU协议；兼容DL645-2007通讯协议，可实现远程监控。可实现180个工作日以上的历史数据保存功能（匹配）。本产品具有抑制谐波功能，抗干扰能力强；可实现：共补、分补、混合补偿控制方式；可实现三相电流、三相电压、三相有功、无功、视在功率等电网参数的实时显示。 ●智能组网功能：本产品具有智能组网、自诊断故障及保护功能，可实现多台联机使用， 构成无功自动控制系统；个别从机出现故障时自动退出，不影响其他及其工作。 ●过零投切：内置微处理器和智能软件，并选用高性能可控硅模块，智能控制电容器投切： 实现过零投切、无涌流、无电弧、响应快。 ●本产品选用高性能干式圆柱形铝壳自愈式电力电容器，散热好、体积小、寿命长，从而 保证了整机的安全性和可靠性。 产品型号 Product model WBMJZ 0.45-20S+20S 选型说明 Model chosen description ●三相补偿方式产品内部含有两台“△”型电容器，最大电容量为（30+30）kVar，两台 电容器工作时不同时投、退。 ●混合补偿方式内部有一台“△”型电容器+一台“Y”型电容器，最大电容为（30共补 +30分补）kVar，分别独立工作。 ●分相补偿方式产品有一台“Y”型电容器，如（20+20）、（20+10）、（10+10）、（10+5） kVar等。 ●额定耐受电压一般三相补偿方式取0.45KV、分相补偿方式取0.25KV，可靠性较高。主要技术参数 Main technical parameters
1 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。
电力电容器的补偿原理公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
1电力电容器的补偿原理 电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机。其无功补偿的原理是把具有容性功率负荷的装置和感性功率负荷并联在同一电容器上,能量在两种负荷间相互转换。这样,电网中的变压器和输电线路的负荷降低,从而输出有功能力增加。在输出一定有功功率的情况下,供电系统的损耗降低。比较起来电容器是减轻变压器、供电系统和工业配电负荷的最简便、最经济的方法。因此,电容器作为电力系统的无功补偿势在必行。当前,采用并联电容器作为无功补偿装置已经非常普遍。 2电力电容器补偿的特点 优点 电力电容器无功补偿装置具有安装方便,安装地点增减方便;有功损耗小(仅为额定容量的 %左右);建设周期短;投资小;无旋转部件,运行维护简便;个别电容器组损坏,不影响整个电容器组运行等优点。 缺点 电力电容器无功补偿装置的缺点有:只能进行有级调节,不能进行平滑调节;通风不良,一旦电容器运行温度高于70 ℃时,易发生膨胀爆炸;电压特性不好,对短路稳定性差,切除后有残余电荷;无功补偿精度低,易影响补偿效果;补偿电容器的运行管理困难及电容器安全运行的问题未受到重视等。 3无功补偿方式 高压分散补偿 高压分散补偿实际就是在单台变压器高压侧安装的,用以改善电源电压质量的无功补偿电容器。其主要用于城市高压配电中。 高压集中补偿
高压集中补偿是指将电容器装于变电站或用户降压变电站6 kV～10 kV高压母线的补偿方式;电容器也可装设于用户总配电室低压母线,适用于负荷较集中、离配电母线较近、补偿容量较大的场所,用户本身又有一定的高压负荷时,可减少对电力系统无功的消耗并起到一定的补偿作用。其优点是易于实行自动投切,可合理地提高用户的功率因素,利用率高,投资较少,便于维护,调节方便可避免过补,改善电压质量。但这种补偿方式的补偿经济效益较差。 低压分散补偿 低压分散补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地安装在用电设备附近,以补偿安装部位前边的所有高低压线路和变压器的无功功率。其优点是用电设备运行时,无功补偿投入,用电设备停运时,补偿设备也退出,可减少配电网和变压器中的无功流动从而减少有功损耗;可减少线路的导线截面及变压器的容量,占位小。缺点是利用率低、投资大,对变速运行,正反向运行,点动、堵转、反接制动的电机则不适应。 低压集中补偿 低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧,以无功补偿投切装置作为控制保护装置,根据低压母线上的无功符合而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行,做不到平滑的调节。低压补偿的优点:接线简单、运行维护工作量小,使无功就地平衡,从而提高配变利用率,降低网损,具有较高的经济性,是目前无功补偿中常用的手段之一。 4电容器补偿容量的计算 无功补偿容量宜按无功功率曲线或无功补偿计算方法确定,其计算公式如下: QC=p(tgφ1-tgφ2)或是QC=pqc(1) 式中:Qc:补偿电容器容量; P:负荷有功功率; COSφ1:补偿前负荷功率因数; COSφ2:补偿后负荷功率因数; qc:无功功率补偿率,kvar/kw。 5电力电容器的安全运行
低压智能综合配电箱（JP-160kVA柜） 采购技术标准 一总则 （一）、范围 本技术条件规定了使用于电网低压JP柜(配电变压器综合配电柜，以下简称JP柜)的使用条件、各单元配置和技术要求、检测试验及产品标志等方面的通用技术条件。 本技术条件适用于电网建设与改造工程中，交流50Hz、标称电压为400V 的低压配电系统用于配电变压器计量、保护功能为一体的低压JP柜。 除本技术条件所规定的要求外，订货中用户的特殊性能要求或其他具体事宜需由买卖双方面通过协商商定。 （二）、引用标准 国家电网公司文件（国家电网科〔2011〕 561 号）关于印发《农网智能型低压配电箱功能规范和技术条件》等标准的通知 装置的设计要求，符合以下最新版本国家标准和行业标准： GB 7251.1－2005 低压成套开关设备和控制设备（第一部分） GB/T 15576－2008 低压成套无功功率补偿装置 GB 3797-2005 控设备第二部分装有电子器件的电控设备； DL/T 597-1996 低压无功补偿控制器定货技术条件； GB 4208-2008 外壳防护等级； GB 2681-1981 电工成套装置中导线的颜色等； GB 2682-1981 工成套装置中指示灯和按钮的颜色； GB 11463-1989 电子测量仪器可靠性试验； （三）、正常使用条件 除非另有规定，JP柜及其内部任何单元均在本正常使用条件下的额定特性时使用。 如实际使用条件不同，则产品设计应满足用户提出的特殊要求，或者协商解决。 二技术参数 一、JP柜技术参数 表 JP柜电器配置技术参数表
容量 （kVA） 回路 低压 塑壳 断路 主母排 TYM 剩余电 流动作 保护器 补偿容 量 （kvar ） 补偿方式JP-200/2-C 160 2路300A 40×4 300A 50 共补30 分补20 数仅供参考，技术参数以JP容量为准） 三、具体要求 （一）、通用要求 1、JP柜体应采用不锈钢亚光处理（型号为：201），不锈钢板标称厚度不得小于1.5mm。JP柜外壳应有足够的机械强度，以承受使用时、搬迁过程中可能遇到的机械力。柜体采用前后对开(四门)。 2、JP柜应分为总进线开关室、计量室、配电室、无功补偿室，并相对独立。 3、3、进出线布置：进出线布置：电缆进出线，采用下进下出，电缆进出线孔应采用防护及封堵措施。
继电保护中电容器保护常用保护原理 电力电容器组不平衡保护综述 科技日益进步，经济持续发展，用户用电对电能的要求也日益升高。不单是对电能数量的需求不断增长，其对电压质量要求也越来越高，电容器保护测控装置不单要有足够的电能，还要有稳定的电能——即电压、频率、波形需符合要求，才能保证用户的用电设备持续保持最好的工作性能，从而保证工效效率。其中，电压质量是很重要的一个方面，不单对用户生产、生活、工作有重大影响，对整个电网的安全稳定经济运行也有着至关重要的作用。 与电压质量息息相关的就是无功电源，无功不足，会使得系统的电压幅值降低，对整个电网来说，电压过低可能引起电压崩溃，进而使系统瓦解，造成负荷大幅流失；对单个元件而言，电压的降低可能使其无法运行在最佳工况，同时造成电能损耗增大，甚至可能损坏设备，同时输电线路在同等条件下，电压越低传输的电能就越小。因此，必须保证无功电源的供应。同时，为了确保电网经济运行与用户的用电正常，又必须减小无功功率的流动，因此，无功补偿的基本原则是就地补偿。即在变电站及用户负荷处，将一定量的电容器串联、并联在一起，形成电容组，使其达到一定的容量、满足一定的电压要求，补偿系统无功、调节该节点电压。 1电容器组接线方式的决定因素 电容器通常是将若干元件封装在一铁壳内，构成电容器单元，再
由各单元先并后联，封装在铁箱内组成的。 当电容器组所接入电网的电压等级、容量要求确定以后，接线方式的选择则关系到了电容器组的安全性、可靠性以及经济性。决定接线方式的主要因素包括以下几个方面。 1.1受耐爆容量限制 电容器组在运行过程中，若其中某个电容器击穿短路，这个电容器将承受来自其自身及其他并联10KV电容器保护组的放电。为防止故障元件受放电能量过大冲击，导致电容元件爆炸，必须限制同一串联段上的并联台数，即有所谓的最大并联台数问题。可以通过减少并联数与增大串联段数的方法，来降低冲击故障电容器的放电能量。 1.2接线方式与设备不配套的限制 20世纪90年代末至21世纪初，由于工艺上的改进，使电力电容器的介质，结构发生改变，普遍采用了全膜电容器。电容器的容量越来越大，因此派生出了很多新的结构与接线方式。同时，在一段时间内，由于缺乏较高的 66kV电压等级的放电线圈，致使其66KV电容器保护测控装置选择及相应接线方式的应用受到限制，因此使相关接线方式适用范围受到了限制。由于这种不配套的限制，导致该时期电容器运行故障明显上升。经过阵痛之后，对配套设备的研究也跟上技术的研发进度，因此，这种限制现在基本消除。 1.3与应用的场合有关 在电力企业中，多采用星形接法，在工矿企业变电所中多采用三
智能电容器CRC-CS-450/10+10-3 智能电容器CRC-CS-450/10+10-3参数表 智能电容器依据标准GB/T22582-2008<电力电容器低压功率因CRC-CS-450/10+10-3智能电容器电源条件 1名称智能电容器 2适使用设备低压电容器补偿柜 作用 3型号CRC-CS-450/10+10-3 4工作电压：共补380V AC分补220V AC 5电压偏差±20% 6电压谐波电压总畸变率不大于5%
7额定频率50HZ±5% 8功率消耗<2W 贰，CRC-CS-450/10+10-3智能电容器测量精度 1电压≤0.5% 2电流≤0.5% 3温度≤±1℃ 4功率因素≤±0.01 叁，CRC-CS-450/10+10-3智能电容器控制方式 1控制型号多参数模糊控制 2取样信号0-5A 肆，CRC-CS-450/10+10-3智能电容器环境条件 1工作温度-25°C--65°C 2相对湿度20%—95% 3海波高度≤4000M 壹、CRC-CS-450/10+10-3智能电容器主要用途与适用 范 CRC智能式低压电容器集成了现代测控，电力电子，网络通讯，自动化控制，电力电容器等先进技术。改变了传统无功补偿装置落后的控制技术和落后的机械式接触器和热继电器保护投切电容器的
投切技术，改变了传统无功补偿装置体积庞大和笨重的结构模式，从而使新一代低压无功补偿设备具有补偿效果好，体积更小，功耗更低，价格更廉，节约成本更多，使用更加灵活，维护更加方便，使用寿命更长，可靠性更高的特定，适应了现代电网对无功补偿的更高要求。 贰、CRC-CS-450/10+10-3智能电容器型号说明 CRC-CS-450/10+10-3 三相共补 第二台电容器容量10KVAR 第一台电容器容量10KVAR 电容器电压450V 三相补偿CF三相分补 昌日智能电容器 叁，智能电容器CRC-CS-450/10+10-3概述 CRC系列智能集成电容器装置是应用于低压电网的新一代无功补偿装置。它是有CPU测控单元、晶闸管、继电器。保护装置、两台或者一台低压电力电容器组成一个独立完整的智能补偿单元，替代由智能无功控制器，熔丝、晶闸管复合开关（或接触器），热继电器、指示灯。低压电力电容器多种分散器件组装而成的自动无功补偿装置，具有补偿方式灵活（共补和分补可任意组合）、补偿效果好，装置体积小，功耗低，安装维护方便，使用寿命长，保护功能强、可靠性高等
1电力电容器的补偿原理 电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机。其无功补偿的原理是把具有容性功率负荷的装置和感性功率负荷并联在同一电容器上,能量在两种负荷间相互转换。这样,电网中的变压器和输电线路的负荷降低,从而输出有功能力增加。在输出一定有功功率的情况下,供电系统的损耗降低。比较起来电容器是减轻变压器、供电系统和工业配电负荷的最简便、最经济的方法。因此,电容器作为电力系统的无功补偿势在必行。当前,采用并联电容器作为无功补偿装置已经非常普遍。 2电力电容器补偿的特点 2.1优点 电力电容器无功补偿装置具有安装方便,安装地点增减方便;有功损耗小(仅为额定容量的0.4 %左右);建设周期短;投资小;无旋转部件,运行维护简便;个别电容器组损坏,不影响整个电容器组运行等优点。 2.2缺点 电力电容器无功补偿装置的缺点有:只能进行有级调节,不能进行平滑调节;通风不良,一旦电容器运行温度高于70 ℃时,易发生膨胀爆炸;电压特性不好,对短路稳定性差,切除后有残余电荷;无功补偿精度低,易影响补偿效果;补偿电容器的运行管理困难及电容器安全运行的问题未受到重视等。 3无功补偿方式 3.1高压分散补偿 高压分散补偿实际就是在单台变压器高压侧安装的,用以改善电源电压质量的无功补偿电容器。其主要用于城市高压配电中。 3.2高压集中补偿
高压集中补偿是指将电容器装于变电站或用户降压变电站6 kV～10 kV高压母线的补偿方式;电容器也可装设于用户总配电室低压母线,适用于负荷较集中、离配电母线较近、补偿容量较大的场所,用户本身又有一定的高压负荷时,可减少对电力系统无功的消耗并起到一定的补偿作用。其优点是易于实行自动投切,可合理地提高用户的功率因素,利用率高,投资较少,便于维护,调节方便可避免过补,改善电压质量。但这种补偿方式的补偿经济效益较差。 3.3低压分散补偿 低压分散补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地安装在用电设备附近,以补偿安装部位前边的所有高低压线路和变压器的无功功率。其优点是用电设备运行时,无功补偿投入,用电设备停运时,补偿设备也退出,可减少配电网和变压器中的无功流动从而减少有功损耗;可减少线路的导线截面及变压器的容量,占位小。缺点是利用率低、投资大,对变速运行,正反向运行,点动、堵转、反接制动的电机则不适应。 3.4低压集中补偿 低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧,以无功补偿投切装置作为控制保护装置,根据低压母线上的无功符合而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行,做不到平滑的调节。低压补偿的优点:接线简单、运行维护工作量小,使无功就地平衡,从而提高配变利用率,降低网损,具有较高的经济性,是目前无功补偿中常用的手段之一。 4电容器补偿容量的计算 无功补偿容量宜按无功功率曲线或无功补偿计算方法确定,其计算公式如下: QC=p(tgφ1-tgφ2)或是QC=pqc(1) 式中:Qc:补偿电容器容量; P:负荷有功功率; COSφ1:补偿前负荷功率因数; COSφ2:补偿后负荷功率因数; qc:无功功率补偿率,kvar/kw。 5电力电容器的安全运行