摘(zhāi)要(yào)：我(wǒ)廠在(zài)0.4kV低壓側采(cǎi)用了(liǎo)電容(róng)器(qì)集中補償(cháng)方式來(lái)提(tí)高功率(shuài)因數。為(wéi)保證功(gōng)率因(yīn)數(shù)達(dá)標，電(diàn)容(róng)器(qì)的頻繁(fán)投(tóu)切是必然(rán)的(dí)。而(ér)在(zài)投切(qiē)過(guò)程中(zhōng)就會產(chǎn)生過(guò)電(diàn)壓(yā)與(yǔ)過電流(liú)的危害，本(běn)文(wén)從(cóng)電容(róng)器(qì)本(běn)身(shēn)的點(diǎn)，無功(gōng)自動補償(cháng)控製器的原理(lǐ)等(děng)方(fāng)麵(miàn)上來闡(chǎn)述(shù)如何減(jiǎn)少(shǎo)投切次數，提高電
容(róng)器(qì)的使用壽命，還對(duì)電容器(qì)運行中出現的(dí)問題分析原(yuán)因(yīn)並(bìng)進(jìn)行(háng)故障排(pái)除。
 
關鍵(jiàn)詞(cí)：電容器的頻繁(fán)投(tóu)切(qiē)；危害；無功自動補(bǔ)償(cháng)控(kòng)製器(qì)；故(gù)障排(pái)除
 
1電容器特(tè)點
電(diàn)容(róng)器(qì)投切時產生過電流(liú)與過(guò)電(diàn)壓，這是不(bù)可(kě)避(bì)免(miǎn)的(dí)。頻繁的過(guò)電(diàn)壓與過(guò)電流的(dí)危害(hài)主(zhǔ)要(yào)有：①使(shǐ)電容(róng)器的絕緣介質老化過程加(jiā)速；②過電壓(yā)使(shǐ)得(dé)自愈(yù)性電容器自(zì)愈性能(néng)提失效；③使電(diàn)容器(qì)的局部(bù)放電(diàn)加劇(jù)，促進絕緣老(lǎo)化(huà)和電容量衰減；④衝(chōng)擊過(guò)電流使得自(zì)愈(yù)式(shì)並(bìng)聯(lián)電容器噴(pēn)金層與金(jīn)屬化(huà)層的接(jiē)觸狀(zhuàng)況(kuàng)變壞，甚至出(chū)現(xiàn)噴(pēn)金(jīn)層脫(tuō)落；⑤過電流提高了運行溫(wēn)度(dù)，縮短(duǎn)使用壽(shòu)命。日(rì)本通(tōng)過研究(jiū)，得(dé)出熱(rè)老化溫度越高，壽命越短。
為(wéi)適應電(diàn)容器投切中的(dí)過(guò)電壓與(yǔ)過電流(liú)的(dí)危(wēi)害(hài)首先(xiān)在電容(róng)器的選型(xíng)上，采用的德(dé)國(guó)AEG電容(róng)器(qì)有四個(gè)方麵(miàn)的點(diǎn)：①在(zài)結(jié)構上(shàng)：AEG電(diàn)容器(qì)采(cǎi)用幹式(shì)繞組，裝在鋁(lǚ)製圓筒內，其電介(jiè)質為低(dī)損(sǔn)耗的(dí)金屬化(huà)聚丙烯薄膜。電容器由三組電容(róng)組(zǔ)成，電氣(qì)上(shàng)相互絕緣地同(tóng)心(xīn)布置在(zài)鋁管(guǎn)芯上，三(sān)組(zǔ)電(diàn)容(róng)按星形或(huò)三角(jiǎo)形(xíng)連(lián)接。AEG電容(róng)器(qì)因(yīn)采用於(yú)式(shì)結(jié)構(gòu)，可安裝(zhuāng)在任何場所，其內部(bù)充(chōng)滿保護氣體(N2)，具(jù)有不可(kě)燃(rán)性；②在承受大電(diàn)流(liú)負載方麵：電(diàn)容器必須承(chéng)受投(tóu)切過程中(zhōng)產(chǎn)生的大(dà)電(diàn)流峰值，且(qiě)不影(yǐng)響電容(róng)器壽命。而AEG電(diàn)容(róng)器承(chéng)受高(gāo)浪湧電(diàn)流可達到(dào)350倍(bèi)額定電流，使用壽命達到(dào)130000小(xiǎo)時(shí)；③電(diàn)容(róng)器(qì)的自(zì)愈性性能：在切(qiē)換操(cāo)作(zuò)過(guò)程中(zhōng)，低(dī)壓電網的(dí)電壓值(zhí)可能(néng)達(dá)到額(é)定電壓(yā)的(dí)3倍，這是(shì)不允(yǔn)許的。而(ér)AEG電容器(qì)特(tè)點在(zài)於隻(zhī)要該(gāi)電(diàn)壓強(qiáng)度(dù)將電介(jiè)質擊(jī)穿(chuān)，電(diàn)容(róng)器的(dí)自(zì)愈(yù)性功能就發生(shēng)作(zuò)用。自(zì)愈(yù)之(zhī)後(hòu)，AEG電(diàn)容器可以繼續運行；④自(zì)動斷(duàn)開(kāi)有故障的電容器特點：AEG電(diàn)容(róng)器都帶有過壓力(lì)膨脹熔斷(duàn)器。如果(guǒ)故障點(diǎn)反(fǎn)復(fù)自愈(yù)，導致內部壓(yā)力(lì)上升並(bìng)達到(dào)一定(dìng)數(shù)值，膨(péng)脹式熔斷器即動作。這時，鋁製(zhì)圓(yuán)筒(tǒng)頂蓋(gài)會輕微(wēi)鼓(gǔ)起，熔斷器在(zài)設計的(dí)斷裂處(chǔ)被拉斷(duàn)。膨脹(zhàng)式熔(róng)斷器可以(yǐ)將(jiāng)AEG電(diàn)容器安(ān)全(quán)的從(cóng)電(diàn)力(lì)係統中(zhōng)斷(duàn)開。
綜上所(suǒ)述，AEG電容(róng)器在性能上有良好(hǎo)的(dí)自(zì)愈(yù)性(xìng)，故(gù)障(zhàng)分離，抗(kàng)過(guò)電(diàn)流與過電壓的(dí)特性，能(néng)夠較好(hǎo)的(dí)適應工作(zuò)。
 
2無(wú)功補償控製器
在(zài)減少電容(róng)器(qì)投(tóu)切次(cì)數(shù)方(fāng)麵(miàn)，采用了BYFC2OOOF控(kòng)製(zhì)器，其控製(zhì)的原(yuán)理采(cǎi)用功(gōng)率因數(shù)和無功(gōng)功率兩個(gè)控(kòng)製(zhì)參數(shù)控製(zhì)電容(róng)器(qì)的投(tóu)切。
控製原(yuán)理：當(dāng)電網的(dí)功率因數(shù)低(dī)於目(mù)標功(gōng)率因數(shù)時(shí)，BYFC20OOF便計算(suàn)當(dāng)電網(wǎng)的功率(shuài)因數提升到目(mù)標功(gōng)率因數時(shí)所需要補償的(dí)無功(gōng)功率，當所需(xū)無功(gōng)功率大(dà)於(yú)單組小電容器組容(róng)量的(dí)0.65倍(bèi)時，控製器(qì)就決(jué)定投(tóu)入(rù)電(diàn)容器(qì)組(zǔ)，經過(guò)定義(yì)的延時(shí)時(shí)間後，如投入的(dí)條(tiáo)件仍(réng)然成(chéng)立，控製器馬上(shàng)投(tóu)入控製(zhì)信(xìn)號(hào)；當所需無(wú)功功(gōng)率(shuài)遠(yuǎn)遠大(dà)於(yú)小(xiǎo)電容器容量時，控製(zhì)器可能(néng)一次性多(duō)隻(zhī)電容器組，為(wéi)了(liǎo)滿足電(diàn)磁兼容的要求，一次(cì)性(xìng)投人多(duō)隻(zhī)電(diàn)容器組的總容(róng)量不(bù)大於(yú)補(bǔ)償係(xì)統(tǒng)大(dà)單隻電(diàn)容器(qì)的(dí)容(róng)量，一次性(xìng)的到位補(bǔ)償，避免(miǎn)多(duō)餘(yú)的(dí)投切(qiē)環節(jié)，提(tí)高了(liǎo)接觸(chù)器(qì)和電容器(qì)的使用壽命；當補償(cháng)無功(gōng)功(gōng)率(shuài)小於單(dān)組(zǔ)電容(róng)器(qì)小(xiǎo)值的0.65倍(bèi)時，BYCF2000將(jiāng)拒(jù)絕投切。為(wéi)了應(yīng)對電網(wǎng)負荷變化比(bǐ)較快(kuài)的場合(hé)，BYCF2OOO使(shǐ)用(yòng)延時時(shí)間(jiān)內的無功(gōng)功率(shuài)平均(jūn)值(zhí)作(zuò)為(wéi)投切電容器組時的無(wú)功依據。
該控製器(qì)的(dí)勢在(zài)於：①電容(róng)器的投切有啟(qǐ)動門檻，低於(yú)單組電(diàn)容(róng)器(qì)0.65倍，電(diàn)容(róng)器是(shì)拒絕投入(rù)；②投(tóu)切電容器時，都有(yǒu)延(yán)時時(shí)間(jiān)。有(yǒu)了(liǎo)時間的設(shè)定，對於突然波(bō)動的(dí)負荷而後又(yòu)恢(huī)復了(liǎo)可(kě)以(yǐ)很(hěn)好(hǎo)的(dí)避免電容器來回(huí)的投(tóu)切，很好(hǎo)的減少(shǎo)了電容器(qì)的投(tóu)切的次(cì)數；③利用(yòng)無(wú)功功率平(píng)均值作為投切電容(róng)器(qì)的(dí)無(wú)功依據，以(yǐ)上三條很好(hǎo)的(dí)減(jiǎn)少(shǎo)了電容器投(tóu)切的(dí)次(cì)數，從而減少了過電流(liú)與過(guò)電(diàn)壓(yā)的產生，也(yě)將降低(dī)了投切頻繁的危害(hài)。
 
3實際使(shǐ)用(yòng)中遇到的(dí)問題(tí)與故(gù)障(zhàng)排(pái)除
在電容(róng)器投運(yùn)時(shí)，曾出現(xiàn)以下(xià)問題。
1)功(gōng)率(shuài)因數總(zǒng)是顯示(shì)1.000不能自(zì)動投切(qiē)。在(zài)變電(diàn)所(suǒ)建(jiàn)成初(chū)期(qī)，因(yīn)現(xiàn)場(cháng)負荷(hé)甚小(xiǎo)，隻(zhī)有施(shī)工用(yòng)電時，曾經出(chū)現過(guò)這種現象(xiàng)。後由控製(zhì)器的說(shuō)明(míng)書得知：當(dāng)電(diàn)流信號小於50mA時(shí)，控製(zhì)器(qì)檢(jiǎn)測不到電(diàn)流因而不(bù)工(gōng)作，此時對應的功(gōng)率(shuài)因數顯示1.000；隻(zhī)有當(dāng)電流(liú)信號(hào)大(dà)於(yú)50mA這一(yī)門(mén)限(xiàn)值，控(kòng)製器才(cái)能檢測到電(diàn)流(liú)，控(kòng)製(zhì)器(qì)才(cái)會(huì)工作(zuò)，才能投切(qiē)電容器(qì)。參照(zhào)CT變(biàn)比400O：5，對(duì)應母綫電流小於40A時(shí)，控(kòng)製器不(bù)會(huì)無(wú)功補(bǔ)償(cháng)的。
2)係統(tǒng)功(gōng)率(shuài)因數(shù)低(dī)於目(mù)標功率因數(shù)卻不(bù)投(tóu)入電(diàn)容器(qì)組，麵板(bǎn)欠補償報警指(zhǐ)示(shì)燈(dēng)亮(liàng)。
現象如下：設定(dìng)的(dí)目(mù)標(biāo)功(gōng)率因(yīn)數0.92，實際功率(shuài)因數(shù)顯示0.90，功率(shuài)因數控製(zhì)器(qì)就不在投入(rù)電容(róng)器了，發出欠補(bǔ)償報警指(zhǐ)示。
檢(jiǎn)查(chá)發現分補回(huí)路(lù)中(zhōng)有一路的可控(kòng)矽(guī)上(shàng)已經燒壞，電(diàn)纜(lǎn)燒(shāo)糊(hū)，高分(fēn)斷保險燒壞(huài)2隻，出現此(cǐ)現(xiàn)象時，表明了(liǎo)分補回路中(zhōng)過(guò)電流(liú)保(bǎo)護動(dòng)作(zuò)，控製器(qì)無(wú)法通過(guò)可控矽來控(kòng)製(zhì)電容(róng)器的(dí)投切，自(zì)然不(bù)能(néng)無功補償(cháng)了(liǎo)，從(cóng)而(ér)導(dǎo)致欠(qiàn)補償報警。在換了保(bǎo)險，可(kě)控矽(guī)後(hòu)，電容(róng)器(qì)無(wú)功(gōng)補(bǔ)償(cháng)也就正常工(gōng)作了。
3)係統(tǒng)功率因數高(gāo)於目標功(gōng)率因(yīn)數卻不切除(chú)電(diàn)容(róng)器組(zǔ)，麵板(bǎn)過補(bǔ)償報(bào)警指(zhǐ)示燈亮(liàng)。
現象如下：設定的日標功(gōng)率因數(shù)0.95，實際功(gōng)率因數(shù)顯示0.97，電網處於過(guò)補償(cháng)，控(kòng)製器未(wèi)切(qiē)除(chú)過補(bǔ)償(cháng)的電容(róng)器(qì)。
檢(jiǎn)查發現電(diàn)容(róng)器(qì)的交流(liú)接(jiē)觸(chù)器(qì)因過熱燒(shāo)壞，觸(chù)點燒結，接觸器不能(néng)斷開電容器回路，致使控製器無(wú)法(fǎ)切除(chú)電容器(qì)，電路(lù)始終處(chǔ)於過補償狀態(tài)。而後換了(liǎo)交流(liú)接觸器後，自動(dòng)切(qiē)除(chú)了(liǎo)過補(bǔ)償(cháng)電容(róng)器之後，摔製器(qì)顯示正常。
4)欠電(過電(diàn)壓)報(bào)警。排除(chú)電(diàn)網自身過(guò)壓(yā)或欠壓(yā)後，檢(jiǎn)查發(fā)現控(kòng)製器輸入電信號(hào)不正(zhèng)常，控製(zhì)器二次(cì)端子接綫接(jiē)觸(chù)不(bù)良(liáng)，導致控製器接收的(dí)信號(hào)電不正(zhèng)常，從(cóng)而導致控(kòng)製(zhì)器(qì)麵板顯示過(guò)斥或欠壓報警(jǐng)，再(zài)換(huàn)了(liǎo)控製(zhì)器二次(cì)插(chā)座(zuò)，控製器(qì)麵(miàn)板的欠壓(yā)，過(guò)壓報警(jǐng)消除(chú)，控製器工作(zuò)正常。
 
4運行結果
表1，表2的(dí)數據是南(nán)京供(gōng)電(diàn)公司計(jì)量(liáng)時本廠(chǎng)電度表讀數。
從數(shù)據可以看出，電容器無功(gōng)補償的效果(guǒ)明顯，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要(yào)求。
表(biǎo)1  400V I段
 
 
表(biǎo)2  400V II段(duàn)

 
 
5安科瑞AZC/AZCL智能集(jí)成式(shì)電容器(qì)介紹
5.1產(chǎn)品概述
AZC/AZCL係列智能(néng)電容(róng)器是(shì)應用於0.4kV，50Hz低壓(yā)配電中用於(yú)節(jié)省(shěng)能(néng)源(yuán)，降低綫損(sǔn)，提高(gāo)功率(shuài)因(yīn)數和電(diàn)能質量(liáng)的(dí)新(xīn)一代(dài)無(wú)功(gōng)補償設備。它由智(zhì)能測控(kòng)單(dān)元，晶閘管復合(hé)開(kāi)關(guān)電路(lù)，綫路保護單(dān)元，兩台(tái)共補或一台分補低(dī)壓電力電容(róng)器(qì)構成。可(kě)替代(dài)常規(guī)由(yóu)熔(róng)絲(sī)，復合開關(guān)或機械式(shì)接觸器(qì)，熱(rè)繼電(diàn)器，低壓電(diàn)力電容(róng)器，指(zhǐ)示(shì)燈等(děng)散(sàn)件(jiàn)在櫃(guì)內(nèi)和(hé)櫃(guì)麵(miàn)由導綫(xiàn)連接而組成的自動無(wú)功(gōng)補(bǔ)償(cháng)裝置。具(jù)有體積小(xiǎo)，功耗(hào)低(dī)，維(wéi)護方便(biàn)，使(shǐ)用壽(shòu)命長，可靠性(xìng)高的特(tè)點(diǎn)，適(shì)應現(xiàn)代電(diàn)網對(duì)無功(gōng)補(bǔ)償的(dí)高要求。
AZC/AZCL係列智能(néng)電(diàn)容器(qì)采(cǎi)用定(dìng)式(shì)LCD液晶顯示器，可(kě)顯示(shì)三(sān)相母綫(xiàn)電壓，三(sān)相母(mǔ)綫(xiàn)電流，三(sān)相(xiāng)功(gōng)率(shuài)因數，頻率(shuài)，電(diàn)容器(qì)路(lù)數(shù)及投(tóu)切狀態(tài)，有(yǒu)功功率，無功(gōng)功(gōng)率(shuài)，諧(xié)波(bō)電壓總畸變率(shuài)，電容(róng)器(qì)溫度等(děng)。通過內部晶(jīng)閘管復(fù)合開關電路，自動尋找投入(rù)（切除(chú)）點，實現(xiàn)過零(líng)投(tóu)切(qiē)，具有(yǒu)過壓(yā)保護，缺相(xiāng)保(bǎo)護(hù)，過(guò)諧保(bǎo)護，過溫(wēn)保(bǎo)護(hù)等保(bǎo)護(hù)功能。
5.2型(xíng)號說(shuō)明(míng)
 
 

AZC係列智能電(diàn)容器選(xuǎn)型(xíng)：
 

 
AZCL係列(liè)智能(néng)電容器(qì)選型：

 
 
5.3產品實物展示
 
AZC係列智能電容模AZCL係(xì)列(liè)智能(néng)電(diàn)容模塊
 
安(ān)科(kē)瑞無功(gōng)補(bǔ)償(cháng)裝(zhuāng)置智能電(diàn)容方(fāng)案
 
6結(jié)束語(yǔ)
電容(róng)器(qì)無功補償是個動(dòng)態(tài)的過程，隻(zhī)要負荷波動(dòng)不大，電(diàn)流變(biàn)化(huà)不(bù)大(dà)，電容(róng)器投(tóu)切(qiē)的次(cì)數就(jiù)減(jiǎn)少(shǎo)，相對就比(bǐ)較(jiào)的穩(wěn)定。像(xiàng)類似(sì)供電係統(tǒng)無較大負(fù)荷(hé)波動設(shè)備(bèi)，總的負(fù)荷也不(bù)大，這(zhè)種無(wú)功補(bǔ)償重要的(dí)是投(tóu)資相對很小，經(jīng)濟合(hé)算，補償(cháng)效果(guǒ)也(yě)不錯(cuò)，值得推廣。
在(zài)實(shí)際中，電容器補(bǔ)償(cháng)還(huán)是有(yǒu)不足(zú)的，雖(suī)說采(cǎi)用(yòng)可控矽來控製電(diàn)容(róng)器的(dí)投切，極大(dà)地提(tí)高(gāo)的(dí)電(diàn)容(róng)器(qì)投切的速(sù)度與(yǔ)準確(què)性，但(dàn)由(yóu)於可控矽等電子產(chǎn)品(pǐn)對環(huán)境(jìng)溫(wēn)度要求較(jiào)高，在夏天的(dí)時候尤(yóu)其要(yào)關注電(diàn)容器(qì)櫃散熱問(wèn)題，這是(shì)需要(yào)注意的。
 
【參(cān)考(kǎo)文獻(xiàn)】
[1] GB／12747—1991自(zì)愈式低電壓(yā)並聯電(diàn)容器[附錄A3]
[2] 丁國金(jīn).電(diàn)容(róng)器無功補償在(zài)工廠供(gōng)電係(xì)統中(zhōng)的應用.
[3] 安科瑞(ruì)企業(yè)微電網設計(jì)與(yǔ)應(yīng)用手(shǒu)冊.2019版