第八章电力电容器

第八章电力电容器一工厂的功率因数及无功补偿二电力电容器补偿原理与计算三电力电容器安装与接线四电容器安全运行一工厂的功率因数及无功补偿1.电路的功率因数功率因数是用电设备的一个重要技术指标。电路的功率因数由负载中包含的电阻与电抗的相对大小决定。纯电阻负载cosφ＝1；纯电抗负载cosφ＝0；一般负载的cosφ在0～1之间，而且多为感性负载。例如常用的交流电动机便是一个感性负载，满载时功率因数为0.7～0.9，而空载或轻载时功率因数较低。

功率因数过低，会使供电设备的利用率降低，输电线路上的功率损失与电压损失增加。下面通过实例来说明这个问。例1某供电变压器额定电压Ue=220V，额定电流Ie=100A，视在功率S=22kV·A。现变压器对一批功率为P=4kWcosφ=0.6的电动机供电，问变压器能对几台电动机供电？若cosφ提高到0.9，问变压器又能对几台电动机供电？解当cosφ=0.6时，每台电动机取用的电流为可供电动机的台数为Ie/I=100/30≈3.3，即可给3台电动机供电。若cosφ=0.9，每台电动机取用的电流为则可供电动机的台数为Ie/I′=100/20=5台。可见,当功率因数提高后，每台电动机取用的电流变小，变压器可供电的电机台数增加，使变压器的容量得到充分的利用。例2某厂供电变压器至发电厂之间输电线的电阻是5Ω，发电厂以10kV的电压输送500kW的功率。当cosφ=0.6时，问输电线上的功率损失是多大？若将功率因数提高到0.9,每年可节约多少电？输电线上的功率损失为当cosφ=0.9时，输电线上的电流为输电线上的功率损失为一年共有365×24=8760小时，当cosφ从0.6提高到0.9后，节约的电能为W＝(P损－P′损)×8760＝(34.5-15.5)×8760≈166440kW·h即每年可节约用电16.6万度。从以上两例可见，提高功率因数，可以充分利用供电设备的容量，而且可以减少输电线路上的损失。2．提高功率因数的方法

方法：提高自然功率因数（指用电设备和工厂在没有安装人工补偿装置时的功率因数）的方法和人工补偿无功功率提高功率因数的方法；人工补偿无功功率提高功率因数的方法通常是安装移相电容器进行无功补偿。注意：我国有关规程规定，高压供电的工厂，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，其它工厂不得低于0.85。当功率因数低于0.7时，电业局不予供电。1.无功补偿原理提高功率因数最方便的方法是并联移相电容器，产生电容电流抵消感性电流，将不做功的所谓无功电流减小到一定范围以内。补偿前线路上的感性无功电流为IL0、总电流为I0；并联电容器后，产生一个电容电流IC抵消部分感性电流，使得线路上的感性无功电流减小为IL、线路上的总电流减小为I。二电力电容器补偿原理与计算2．补偿容量的计算

利用公式计算：式中：――补偿前的功率因数角；

――补偿后的功率因数角；

三电力电容器安装与接线1.电容器的安装要求环境温度要求；建筑要求；防爆要求；分层安装要求；外壳安装要求；放电装置要求；放电电阻要求。2.电容器的接线要求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：即电容器额定电压与线路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。

低压无功自动补偿装置四电容器安全运行1.电容器的运行参数要求运行中的电容器电流不应长时间超过额定电流的1.3倍；电压不应超过额定电压的1.1倍；使用环境温度不应超过规定值（＋40℃～－40℃）；其外壳温度不得超过厂家的规定值（60℃或65℃）；2.电容器的投入或退出要求正常情况下，根据线路上功率因数的高低和电压的高低投入或退出并联电容器；当功率因数低于0.9、电压偏低时应投入电容器组；当功率因数趋近于1且有超前趋势、电压偏高时应退出电容器组。当运行参数异常，超出电容器的工作条件时，应退出电容器组；若电容器三相电流明显不平衡时，也应退出运行，进行检查。发生下列故障情况之一时，电容器组应紧急推出运行：①连接点严重过热甚至熔化；②瓷套管严重闪络放电；③电容器外壳严重膨胀变形；④电容器或其放电装置发出严重异常声响；⑤电容器爆破；⑥电容器起火、冒烟。3.电容器的操作要求

（1）正常全站停电操作时，先拉开电容器开关，后拉开各路出线开关；恢复送电时，先合上各路出线开关，后合上电容器进线的开关。（2）全站事故停电后，应拉开电容器的开关。（3）电容器断路器跳闸后不得强送电；熔丝熔断后，查明原因之前，不得更换熔丝送电。（4）不论是高压电容器还是低压电容器，都不允许在其带有残余电荷时合闸。否则可能产生很大冲击电流。电容器重新合闸前，至少应放电3分钟。（5）电容器断开电源后，工作人员接近之前，必须进行人工放电。

低压电容器组总容量不超过100kvar时，可用接触器、刀开关、熔断器保护和控制；总容量100以上时，采用低压断路器保护和控制。5.电容器故障判断及处理

故障：渗漏油；外壳膨胀；温度过高；套管闪络放电；异常声响；电容器爆破；熔丝