智能電容器補償裝置

　　并聯(lián)電容器按裝置的位置分為：高壓集中補償、低壓集中補償、低壓就地補償三種補償方式。

　　一、電容補償

　　電容補償就是無功補償或者功率因數(shù)補償。電力系統(tǒng)的用電設(shè)備在使用時會產(chǎn)生無功功率，而且通常是電感性的，它會使電源的容量使用效率降低，而通過在系統(tǒng)中適當?shù)卦黾与娙莸姆绞骄涂梢缘靡愿纳?。電力電容補償也稱功率因數(shù)補償，（電壓補償，電流補償，相位補償?shù)木C合）。

　　二、電容補償原理

　　在交流電路中，電阻、電感、電容元件的電壓、電流的相位特點為在純電阻電路中，電流與電壓同相位；在純電容電路中電流超前電壓90°；在純電感電路中電流滯后電壓90°。從供電角度，理想的負載是P與S相等，功率因數(shù)cosφ為1。此時的供電設(shè)備的利用率為最高。而在實際上是不可能的，只有假設(shè)系統(tǒng)中的負荷，全部為電阻性才有這種可能。電路中的大多數(shù)用電負荷設(shè)備的性質(zhì)都為電感性，這就造成系統(tǒng)總電流滯后電壓，使得在功率因數(shù)三角形中，無功Q邊加大，則功率因數(shù)降低，供電設(shè)備的效率下降。

　　功率三角形是一個直角三角形，用cosφ（即φ角的余弦）來反映用電質(zhì)量的高低，大量的感性負載使得在電力系統(tǒng)中，從發(fā)電一直到用電的電力設(shè)備沒有得到充分的應(yīng)用，相當一部分電能，經(jīng)發(fā)、輸、變、配電系統(tǒng)與用戶設(shè)備之間進行往返交換。

　　從另一個方面來認識無功功率，無功功率并非無用，它是感性設(shè)備建立磁場的必要條件，沒有無功功率，我們的變壓器和電動機就無法正常工作。因此，設(shè)法解決減少無功功率才是正解。

　　實際應(yīng)用中，電容電流與電感電流相位差為180°稱作互為反相，可以利用這一互補特性，在配電系統(tǒng)中并聯(lián)相應(yīng)數(shù)量的電容器。用超前于電壓的無功容性電流抵消滯后于電壓的無功感性電流，使系統(tǒng)中的有功功率成分增加，cosφ得到提高，實現(xiàn)了無功電流在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備之間互相交換。這樣就減少了無功占用的部分電源設(shè)備容量，從而提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，從而也就提高了電能的利用率。

　　對功率三角形以及RLC混聯(lián)電路中的電壓與電流的特點和變化規(guī)律如圖所示。電路的兩個支路中，電阻和電感組成RL支路，它的電流相位由于電阻R與電感L的串聯(lián)作用，顯然與電壓的相位存在著滯后，電阻的存在使得這種滯后不再是90°，在阻抗三角形中，它取決于電阻R與感抗XL的比值。

　　三、補償原則

　　1．欠補償

　　補償?shù)碾娙蓦娏饕笮∮诒坏窒碾姼须娏?。補償后仍存在一定數(shù)量的感性無功電流，令cosφ小于1但接近1。

　　2．全補償

　　按照感性實際負荷電流配置電容器，IC=IL將感性電流用容性電流全部抵消掉，令cosφ等于1。

　　3．過補償

　　大量投入電容器，在全部抵消掉電感電流后，還剩余一部分電容電流，此時原感性負載轉(zhuǎn)化為容性負荷性質(zhì)。功率因數(shù)cosφ仍然小于1。

　　在以上的三種情況中，按電路規(guī)律進行分析后，確定補償?shù)幕驹瓌t為欠補償最為合理。全補償在RLC混聯(lián)電路中，如若電感電流與電容電流相等時，系統(tǒng)中就會發(fā)生電流諧振，設(shè)備中將產(chǎn)生幾倍于額定值的沖擊電流，危及系統(tǒng)和設(shè)備安全。

　　過補償既不經(jīng)濟也不合理，當系統(tǒng)負載性質(zhì)轉(zhuǎn)換為容性時，在功率因數(shù)超過1以后，反而降低。而且在超過l的同時也可能引起電路電流諧振。以上兩種補償方式顯然都不可取。

　　補償?shù)幕驹瓌t就是必須采用欠補償方式，補償后的功率因數(shù)則要求小于1，并且盡量接近1。為了防止諧振，一般將上限確定在0.95。