无功补偿电容器运行特性参数选取
无功补偿元件的选型与应用电容电抗
无功补偿元件的选型与应用电容电抗无功补偿是电力系统中的一项重要技术，通过补偿系统的无功功率，可以提高电力系统的功率因数，减少传输损耗，改善电压质量，提高系统的稳定性和运行效率。
其中，无功补偿元件在无功补偿系统中起着至关重要的作用，选型合适的无功补偿元件对于实现系统的无功补偿效果至关重要。
本文将就无功补偿元件的选型与应用电容电抗展开论述。
一、电容器与电抗器的作用与特点电容器和电抗器是无功补偿中常用的两种元件，它们在电力系统中具有各自独特的作用与特点。
1. 电容器的作用与特点电容器是一种能够提供无功功率的无源元件，其主要作用是通过供给感性无功功率来补偿系统中所需要的容性无功功率。
其特点如下：（1）电容器对系统的电压有一定的提高作用，可以改善供电电压质量。
（2）电容器可以提供快速的无功功率响应，对于电压波动较大的电力系统特别适用。
（3）电容器的无功功率消耗低，效率高，对于降低系统的无功功率损耗有明显的作用。
2. 电抗器的作用与特点电抗器是一种能够吸收无功功率的支路元件，其主要作用是通过消耗容性无功功率来补偿系统中所需要的感性无功功率。
其特点如下：（1）电抗器可以阻碍无功功率的传输，减少无功功率的流动。
（2）电抗器可以起到稳压作用，抑制电压的过高或过低；同时，也可以减轻电压波动对系统的影响。
（3）电抗器的无功功率消耗较大，效率相对较低，但其信号响应时间短，对电压波动有较好的抑制作用。
二、无功补偿元件的选型原则在进行无功补偿系统设计时，正确选型无功补偿元件是确保系统性能的关键一步。
以下是无功补偿元件选型的原则：1. 功率匹配原则无功补偿元件选型时，应根据系统的无功功率需要进行功率匹配。
对于容性无功功率，应选用电容器进行补偿；对于感性无功功率，应选用电抗器进行补偿。
2. 频率适应原则无功补偿元件的选型应考虑其在系统频率下的特性参数，确保其与系统频率相匹配。
一般情况下，无功补偿元件的频率适应范围应在±0.5%之内。
如何正确选择电容器的参数
如何正确选择电容器的参数电容器是电子元件中常见的一种，广泛应用于各种电路中。
正确选择电容器的参数对于保证电路的性能和稳定性至关重要。
本文将介绍如何正确选择电容器的参数。
一、了解电容器的基本参数电容器的基本参数包括容值、额定电压、精度和温度系数等。
容值表示电容器可以储存的电荷量，单位为法拉(F)或微法(F)；额定电压表示电容器能够承受的最大电压，超过该电压容易损坏；精度表示电容器的容值与额定值之间的误差范围，一般用百分比表示；温度系数表示电容器容值的变化与温度变化之间的关系。
二、考虑电路的需求在选择电容器参数时，需要根据电路的需求进行合理的选择。
首先确定电路所需要的容值范围，可以根据电容器的容值表找到合适的容值选项。
其次，考虑电路的工作电压范围，选择能够承受该电压范围的电容器。
此外，还需考虑电容器的精度和温度系数，选择能够满足电路要求的电容器。
三、选择适当的电容器类型根据实际需要，选择适当的电容器类型也是十分重要的。
目前常见的电容器类型包括固定电容器、可变电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器等。
固定电容器容值稳定，适合在稳定的电路中使用；可变电容器可以根据需要调节其容值，适用于需要频繁调整容值的电路；陶瓷电容器具有良好的高频特性，适合在高频电路中使用；铝电解电容器容值大，适用于大容量需求的电路。
根据电路的特点和要求选择合适的电容器类型。
四、考虑电容器的尺寸和成本除了基本参数和电容器类型外，还需要考虑电容器的尺寸和成本。
电容器的尺寸直接影响到电路的布局和结构设计，需根据实际情况选择合适的尺寸。
同时，也需要考虑电容器的成本，选择符合预算和性能要求的电容器。
五、参考相关标准和规范在选择电容器参数时，可以参考相关的标准和规范。
电容器的制造和质量标准可以帮助我们了解电容器的性能和可靠性。
此外，一些应用场景会有特定的规范和要求，需要在选择电容器参数时加以考虑。
六、结合实际测试和验证最后，在选择电容器参数之后，需要进行实际测试和验证。
无功补偿 电容 标准
无功补偿电容标准
无功补偿是指在交流电路中对无功功率进行调整，以使功率因数达到要求的一种措施。
而电容则是一种常用的无功补偿装置。
在电路中串联一个电容器可以提供无功功率，并使功率因数变得更高。
关于电容的标准，通常有以下几个方面：
1. 额定电压：电容器有一定的耐电压能力，通常在标准中会规定电容器的额定工作电压范围。
2. 额定容量：电容器的容量通常以法拉（F）为单位，标准中
会规定电容器的额定容量范围。
3. 精度等级：电容器的容量精度也是一个重要的标准之一，通常以百分比表示，标准中会规定电容器的容量精度要求。
4. 工作温度范围：标准中也会规定电容器的工作温度范围，以确保电容器在各种环境条件下能够正常工作。
除了以上标准之外，还有一些特殊要求，如耐久性、绝缘电阻等，都会在相关的标准中进行规定。
具体的标准可以参考国家相关的电气标准或行业标准。
电路中的电容参数选定方法
电路中的电容参数选定方法
选择电容器的参数需要考虑以下几个因素：
1. 电容值：根据电路的需求确定所需的电容值。
电容值通常以法拉（F）为单位进行表示，可以根据所需的电容值选择合适的电容器。
2. 工作电压：确定电容器所需的最大工作电压，以确保电容器在运行过程中不会过载。
工作电压通常以伏（V）为单位进行表示，选择时应根据电路的工作电压要求选择合适的电容器。
3. 尺寸和封装类型：电容器可采用不同的尺寸和封装形式，如电解电容器、陶瓷电容器等。
选择合适尺寸和封装类型的电容器时，需要考虑电路板的空间限制和电容器的耐热性。
4. 温度系数：电容器的电容值通常会受温度变化的影响。
某些应用中，对电容器的温度系数要求比较高，需要选择具有较低温度系数的电容器。
5. 寿命和可靠性：对于长期使用或对可靠性要求较高的应用，需要选择具有较长使用寿命和可靠性较高的电容器。
6. 成本：成本是一个重要的考虑因素，需要在满足电路需求的前提下选择成本合理的电容器。
综合考虑以上因素，根据电路的需求选择合适的电容器参数。
可以参考电容器的规格表和厂商提供的技术资料，在满足电路性能要求的基础上选择合适的电容器参数。
无功补偿装置的性能参数与指标解读
无功补偿装置的性能参数与指标解读无功补偿装置是一种重要的电力设备，用于管理和调整电力系统中的无功功率。
在现代电力系统中，无功功率是不可避免的，并且可能会导致诸多问题，如电压稳定性下降、效率低下、设备损坏等。
因此，无功补偿装置的性能参数与指标对于电力系统的运行和稳定至关重要。
本文将对无功补偿装置的性能参数与指标进行解读。
一、静态无功补偿装置（SVC）的性能参数与指标1. 静态无功补偿装置的基本性能参数包括无功容量、电压调制范围和响应速度等。
无功容量是指装置能够提供的无功功率大小，通常以千伏安（kVar）为单位。
电压调制范围表示装置能够在电力系统中调整电压的程度，一般以百分比表示。
响应速度是指装置从接收命令到实际调整无功功率所需的时间，常以毫秒（ms）为单位。
2. 静态无功补偿装置的指标包括无功补偿率和功率因数。
无功补偿率是指无功补偿装置所提供的无功功率与系统总无功功率的比值，通常以百分比表示。
功率因数是指电力系统中有功功率与视在功率的比值，它反映了电力系统的运行效率。
在静态无功补偿装置的作用下，功率因数可以得到显著改善，提高电力系统的效率。
二、动态无功补偿装置（DSTATCOM）的性能参数与指标1. 动态无功补偿装置的基本性能参数包括无功容量、电压调制范围、响应速度和谐波抑制能力等。
与静态无功补偿装置相比，动态无功补偿装置的无功容量通常更大，能够提供更高的无功功率。
电压调制范围表示装置对电压进行调整的幅度，响应速度表示调整电压所需的时间，谐波抑制能力表示装置对谐波电压的抑制效果。
2. 动态无功补偿装置的指标包括响应时间、跟踪能力和失控保护等。
响应时间是指装置从接收无功功率调整命令到实际调整所需的时间，它反映了装置的调节速度。
跟踪能力是指装置能否实时跟踪电力系统的无功功率需求。
失控保护是一种安全保护机制，用于防止装置失控或发生故障时对电力系统造成不利影响。
三、无功补偿装置的其他性能参数与指标除了上述提及的性能参数与指标外，还有一些其他的重要参数需要关注。
无功补偿 电容 标准
无功补偿电容标准
无功补偿是一种针对电力系统中无功功率存在的问题进行的处理方法。
电容则是无功补偿中常用的元件之一。
根据国家标准和规范，以下是关于电容应用于无功补偿的相关标准：
1. GB/T 14549-1993《无功补偿装置的电容器》：该标准规定
了无功补偿装置中使用的电容器的技术要求、试验方法和标志、包装、运输、贮存。
2. GB/T 12747-2004《低压电力电容器组》：该标准适用于额
定电压不超过1000V的低压电力电容器组产品，规定了技术
要求、试验方法和标志、包装、运输、贮存。
3. GB/T 11024-2013《高压电力电容器组》：该标准适用于额
定电压为10000V及以上的高压电力电容器组产品，规定了技
术要求、试验方法和标志、包装、运输、贮存。
4. DL/T 5047-2005《电力电容器组技术条件》：该标准规定了
电力电容器组的技术要求、试验方法和标志、包装、运输、贮存等。
以上是针对电容在无功补偿中的一些相关标准，在实际应用中需要根据具体情况选择符合要求的标准来进行相关设计、采购和使用。
无功补偿电容器选择与计算
保护装置动作时间：top=0.15s 3) 过负荷保护 保护装置的动作电流： I op K rel K jx I cn nt K r 1.2 1 99.9 4.44 A 30 0.9
保护装置动作时间：top=0.5+0.5= 1.0s 4) 开口三角电压保护（用于单星形接线的电容器组） 保护装置动作电压： U op 1 3 0.6 3810.6 1 6859 7.47 V 取 7.4V 1.5 60 3 181 0.6 0.6 2 0.6 90 10.2
3 3.81kV
结论是：因为串联电抗器，应选用较高额定电压的电容器，电抗率越大（即串联 电抗值越大）所选电容器额定电压越高。表 4-2 列出电抗率与电容器额定电压之 关系。 4.3 运行中实际发出无功功率(供给系统的)计算： 当母线电压为 6.3kV 时，回路电流 I
3 1.039 24.2
此保护通常由供货厂商配套提供，只需将继电器接点作为开关量接入开关 柜保护器。 5) 中性线电流平衡保护（用于双星形接线的电容器组） 此保护通常由供货厂商配套提供，只需将继电器接点作为开关量接入开关 柜保护器。
6)
过电压保护 保护装置动作电压：Uop=1.1100=110V。 保护装置动作于信号或跳闸，若动作于跳闸，则 t=3min。
注：后两项标准为中国工程建设标准化协会标准。
电容器组额定电流 Xc
6300 3 165
22.04
电容器组容抗
串联电抗器的感抗计算： k4.5％时，即 K=Xl/Xc=4.5%，得 XL=0.04522.04=0.9918， ，200A，额定 电抗 6 ％的干式电抗器， X L 0.06 6 / 3 0.2 1.039 ，实际的电抗率为 K=1.039/22.04=4.7%。 4 电容器容量和电压选择 标准的容量（指三相额定容量）等级见表 4-1。 上述举例中，补偿容量 1800kvar =1.8Mvar 符合容量等级要求。 4.1 电容器组的额定容量应按 CECSS 33:91 规定的容量等级选择
无功补偿器最佳参数
无功补偿器最佳参数
无功补偿器最佳参数的选择是一个关键的问题，它直接影响到电力系统的稳定性和经济性。
无功补偿器通常用于电网中解决电力负荷无功功率的问题，以提高电力系统的功率因数和稳定性。
无功补偿器参数的选择应考虑以下因素：
1.无功补偿器的功率容量：应根据电力系统的负荷特性和功率因数的要求来确定无功补偿器的功率容量。
2.无功补偿器的投切方式：无功补偿器的投切方式包括手动、自动和智能投切方式。
应根据电力系统的管理和控制要求来选择投切方式。
3.无功补偿器的电容量：无功补偿器的电容量应根据电力系统的功率因数和无功功率需求来确定。
应确保无功补偿器具有足够的电容量，以满足系统的无功功率需求。
4.无功补偿器的响应速度：无功补偿器的响应速度应根据电力系统的负荷特性和稳定性要求来确定。
应确保无功补偿器具有足够快的响应速度，以保证电力系统的稳定性。
综上所述，无功补偿器最佳参数的选择应考虑电力系统的负荷特性、功率因数和无功功率需求，以及无功补偿器的功率容量、投切方式、电容量和响应速度等因素。
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无功补偿电容器运行特性参数选取
1 电力电容器及其主要特性参数
电力电容器是无功补偿装置的主要部件。
随着技术进步和工艺更新,纸介质电容器已被自愈式电容器所取代,自愈式电容器采用在电介质中两面蒸镀金属体为电极,其最大的改进是电容器在电介质局部击穿时其绝缘具有自然恢复性能,即电介质局部击穿时,击穿处附近的金属涂层将熔化和气化并形成空洞,由此虽然会造成极板面积减少使电容C 及相应无功功率有所下降,但不影响电容器正常运行。
自愈式电容器主要特性参数有额定电压、电容、无功功率。
1. 1 额定电压
GB 1274721991《自愈式低电压并联电容器》第3. 2 条规定“电容器额定电压优先值如下0. 23 ,0. 4 ,0. 525 及0. 69 kV。
”电容器额定电压选取一般比电气设备额定运行电压高5 %。
1. 2 电容
电容器的电容是极板上的电荷相对于极板间电压的比值,该值与极板面积、极板间绝缘厚度和绝缘介质的介电系数有关,
其计算式为C = 1 4πε× S D
式中ε为极板间绝缘介质的介电系数; S 为电容器极板面积; D 为电容器绝缘层厚度。
在上式中,电容C 数值与电压无直接关系, C 值似乎仅取决于电容器极板面积和绝缘介质,但这只是电容器未接网投运时的静态状况;接网投运后,由于电介质局部击穿造成极板面积减少从而会影响到电容C 数值降低,因此运行过程中, 电容C 是个逐年衰减下降的变量,其衰减速度取决于运行电压状况和自身稳态过电压能力。
出厂电容器的电容值定义为静态电容。
一般,投运后第一年电容值下降率应在2 %以内,第二年至第五年电容值下降率应在1 %～
2 % ,第五年后因电介质老化,电容值将加速下降,当电容值下降至出厂时的85 %以下,可认为该电容器寿命期结束。
1. 3 无功功率
在交流电路中,无功功率QC = UI sinφ由于电容器电介质损耗角极小,φ= 90°,所以sin φ= 1 ,则无功功率QC = UI =ωCU2 ×10 - 3 = 2πf CU2 ×10 - 3 (μF) ,从该式可见,电容器无功功率不仅取决于电容C ,而且还与电源频率f 、端电压U 直接相关,电容器额定无功功率的准确定义应是标准频率下外接额定电压时静态电容C 所对应的无功率。
接网投运后电容器所输出实际无功功率能否达到标定容量,则需视运行电压状况。
当电网电压低于电容器额定电压时,电容器所输出的无功功率将小于标定值。
因此如果电容器额定电压选择偏高,电容器实际运行电压长期低于额定值,很可能因电容器无功出力低于设计值造成电网无功短缺。
2 无功补偿电容装置参数的选取误区
无功补偿装置在进行设计选型及设备订货时,提供给厂家的参数往往仅是电容补偿柜型号和无功功率数值,而电容器额定电压及静态电容值这两个重要参数常被忽略。
由于电容器生产厂家对产品安装处电压状况不甚了解,在产品设计时往往侧重于降低产品生产成本和减少电介质局部击穿,所选取的电容器额定电压往往高于国家标准推荐值,这样做对电网运行的无功补偿效果会造成什么影响对电网建设投资又会引起什么变化呢可通过以下案例进行分析。
例如某台10 0. 4 kV 变压器,按照功率因数0. 9 的运行要求,需在变压器低压侧进行集中
无功补偿,经计算需补偿无功功率100 kvar ,如果按额定电压U = 450 V 配置电容器,根据QC=ωCU2 ×10 - 3 计算,电容器组的静态电容值C 为1 572μF ,接入电网后在运行电压U =400 V 的状态下,该电容器实际向电网提供的无功功率QC 为79 kvar ,补偿效果仅达预期的79 %。
反之,在上述条件下,要想保证实际补偿效果为100 kvar ,则至少需配置电容器无功功率为127 kvar ,也就意味着设备投资需要增加27 %。
中山市2004 年变压器增加898 台,合计容量近60 万kvar ,按30 %补偿率计需补偿无功功率近18 万kvar 。
按上述分析,如选取额定电压为450 V ,则无功补偿量需在原有数字上增加4. 86 万kvar ,既便采取交流接触器投切静态补偿方式,设备购置投资亦需增加1 080 万元年。
如采取晶闸管投切动态补偿方式,则设备购置投资增加额则达到1980 万元年。
因此,为保证实际补偿效果与设计一致,无功补偿设备订货不仅应提出电容补偿柜的型号和无功功率数量,还应明确电容器额定电压,同时应要求设备生产厂家在电容器出厂铭牌上标明无功功率数量,额定电压数值以及静态电容C 数值。
3 低压电容器额定电压及稳态过电压范围的选取
从以上分析可见,电容器额定电压高于运行电压可能造成补偿容量不足或引起设备投资的增加;而电容器额定电压选取过低又可能因电介质局部击穿造成电容C 值下降从而影响补偿效果。
正确的选择原则应是在保证补偿效果的前提下,既满足建设前期设备投资最少,同时又需做到电容器运行期间电介质局部击穿率最低,也就是说电容器运行电压需尽可能保持在电容器所允许的稳态过电压范围内。
GB 1274721991《自愈式低电压并联电容器》第4. 1. 5. 1 条对电容器稳态过电压明确规定如下“电容器应能在1. 1 倍额定电压下长期运行,并且在整个使用寿命期内可承受200 次以内的1. 15 倍额定电压值的电压冲击。
”中山市1998 年以来公用变压器低压台区的供电半径基本达到城镇为250 m 以内,农村为500 m 以内,变压器设置按深入负荷中心原
则,75 %以上的低压负荷分布在变压器附近150 m 内,根据国家《供电营业规则》规定10 kV 及以下三相供电用户受电端电压偏差为±7 %,220 V 单相供电用户受电端电压偏差为+ 7 %～ - 10
%。
本着兼顾变压器近端用户最高受电端电压和远端用户最低受电端电压的原则,一般10 0. 4 kV 公用变压器低压出口平均电压保持在400～440 V ,但短时间仍存在 440 V 的最高电压。
近期,对550 台公用配电变压器的抽样检测数据1300 万组进行统计分析,看到电压为400～440 的抽样数据1 181 万组,约占90. 85 %;电压为440～460 V 的108. 4 万组,约占8. 34 %; 电压≥460 V 的10. 6 万组,约占0. 82 %。
按以上变压器低压运行状况,如电容器额定电压选取400 V ,则每台变压器所配置电容器大约每年可能经受193 次1. 15 倍额定电压冲击,显而易见,对于电容器极板局部击穿乃至运行寿命都非常不利。
如果将电容器额定电压提高,又将大大增加设备投资。
对此,采取的做法是按国家标准优先推荐值选取电容器额定电压为400 V ,同时电容器投切采用并联控制原则。
4 并联控制投切电容器
采取电容器安装处的功率因数和电压两参数为投切控制依据来进行综合控制,可确保无功补偿装置电容器运行区域始终保持在1. 1 倍稳定过电压范围。
电容器投入运行的条件为功率因数低于设计要求且电压低于上限值,或电压低于下限值同时功率因数小于1 ;切除电容器退出运行的条件为功率因数高于1 或电压高于上限值。
一般电压上限取1. 05 倍额定电压,电压下限取0. 9 倍额定电压。
近期,笔者对所在地区2002 年安装的320 套公用变压器低压侧无功补偿电容器进行抽检测试,所得数据显示安装处功率因数为0. 91 ～0. 99 之间,最高运行电压为419 V ,电容器静态电容值年平均下降 1. 2 %。
事实证明,采取功率因数与电压并联控制投切方式,无功功率的补偿效果及稳定电容器的运行电压均效果良好。