电容补偿原理及常见问题分析
补偿电容的作用和工作原理
补偿电容的作用和工作原理补偿电容是一种常用的电子元件，比较常见的有贴片1 / polyester / film capacitor 、多层瓷介电容器（MLCC）等。
补偿电容的主要作用是用来减少回路中放大信号的抖动，并调节电路中的介电参数。
补偿电容不能直接影响电流，可以影响器件之间的电压，但是补偿电容可以影响信号的传输。
补偿电容的工作原理主要有两种：一种是利用补偿电容的电容特性，它的补偿作用主要是限制回路中的频率，使高频部分绕过；另一种是利用补偿电容的平衡电容特性，使两个半回路的利兹电容都得到补偿，将两个半回路的电压补偿到一致的水平，这样可以有效抑制由于负隙现象（negative or capacitively-coupled transients）和反射波（reflected-wave transients）所有带来的抖动。
补偿电容可以用在不同的电子回路中，如器件连接的回路中用来补偿器件之间的介电特性，连接集线器的回路用来补偿放大器的集线器的介电参数，斩波器的回路用来补偿斩波器的偏置电压，调节器的回路用来补偿射频如VCO（Voltage Controlled Oscillator）的温度补偿，输出电平补偿以及相关介电参数。
补偿电容容量的大小因应用场景而定，一般是按照最大频率或最小截止频率计算得出，一般容量介于0.1μF到22μF之间。
补偿电容工作时期望电压一般介于2V~50V之间，补偿电容工作环境温度一般介于-25摄氏度到125摄氏度之间。
总而言之，补偿电容的主要作用是抑制回路中的抖动，补偿回路中的电压，调节回路中的介电参数，来提高电路的性能和可靠性。
正确安装正确选择补偿电容的尺寸和类型，能够有效提高电路的功率转换效率，改善电路的整体工作稳定性。
电容补偿柜补偿电容的作用和工作原理
电容补偿柜补偿电容的作用和工作原理一、电容补偿柜的作用：1.提高功率因数：电容补偿柜通过向电力系统注入无功功率，降低系统的无功功率，从而提高系统的功率因数。
功率因数是衡量电力系统效率的重要指标，当功率因数低于0.9时，系统容易产生无功功率的浪费和能源的损失。
电容补偿柜的作用就是通过引入电容器来提高系统的功率因数，提高系统的效率和能源利用率。
2.减少线路电流：电压不变的情况下，由于电容器的视在功率大于电感负载的视在功率，因此在电容补偿柜的作用下，无功功率流向电容器，使得系统中的无功功率减少，从而减小了线路的额定电流。
这样可以减轻线路输电设备的负荷，延长设备的使用寿命，提高系统的可靠性。
3.降低线路损耗：由于电容补偿柜可以减小电力系统中的无功功率，当无功功率减少时，线路的传输损耗也会相应减少。
这样不仅可以减少电力系统的电能损耗，降低运行成本，还可以提高系统的供电质量。
4.改善电压质量：电容补偿柜通过调节无功功率的流动，可以有效地改善电力系统中的电压质量。
当电力系统的无功功率过大或过小时，会导致电压波动、电压降低、电压不平衡等问题。
通过引入电容补偿柜，可以调节系统中的无功功率，稳定电压，减少电压质量问题的发生。
二、电容补偿柜的工作原理：1.接入控制：当电力系统的功率因数较低时，根据实际需求，控制开关将电容器连接到系统中，使其开始补偿无功功率。
开关可以通过控制信号或根据系统中各种传感器的信号来实现。
2.断开控制：当系统的功率因数达到预设值或达到系统要求时，可以通过控制开关将电容器与系统断开连接。
也可以根据系统的负荷变化和电压波动的情况，自动调节电容补偿的连接和断开。
3.保护装置：电容补偿柜中还需要设置保护装置，用于保护电容器的安全运行。
常见的保护装置有过流保护、过压保护、过温保护等。
当电容器的参数超过或低于设定值时，保护装置会自动切断电容器的连接，以避免电容器因过载、短路等故障而受损。
总之，电容补偿柜通过控制电容器的接入和断开，调节电力系统中的无功功率，提高功率因数，减少线路电流，降低线路损耗，并改善电压质量。
用并联电容器补偿无功功率的原理及相关方法
用并联电容器补偿无功功率的原理及相关方法无功补偿的原理：电网输出的功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电流超前于电压90℃.而电流在电容元件中作功时,电流滞后电压90℃.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180℃.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理.集中补偿电容器作为补偿装置有两种方法：串联补偿和并联补偿。
串联补偿是把直接串联到高压输电线路上，以改善输电线路参数，降低电压损失，提高其输送能力，降低线路损耗。
这种补偿方法的电容器称作串联电容器，应用于高压远距离输电线路上，用电单位很少采用。
并联补偿是把电容器直接与被补偿设备并接到同一电路上，以提高功率因数。
这种补偿方法所用的电容器称作并联电容器，用电企业都是采用这种补偿方法。
按电容器安装的位置不同，通常有三种方式。
1.集中补偿电容器组集中装设在企业或地方总降压变电所的6～10kV母线上，用来提高整个变电所的功率因数，使该变电所的供电范围内无功功率基本平衡。
可减少高压线路的无功损耗，而且能够提高本变电所的供电电压质量。
2.分组补偿将电容器组分别装设在功率因数较低的车间或村镇终端所高压或低压母线上，也称为分散补偿。
这种方式具有与集中补偿相同的优点，仅无功补偿容量和范围相对小些。
但是分组补偿的效果比较明显，采用得也较普遍。
3.就地补偿将电容器或电容器组装设在异步或电感性用电设备附近，就地进行无功补偿，也称为单独补偿或个别补偿方式。
电容无功补偿原理
电力电容器无功补偿原理(2013-03-14 17:11:16)转载▼标签：分类：电力电容器知识力久电力电容器无功补偿原理补偿容量的计算补偿物点杂谈电力电容器无功补偿原理——文/汇之华智能电容1.电力电容器的补偿原理随着现代生产力的发展,和人们生活水平的提高。
用电负荷的增加,必然要求电网系统利用率的提高。
而许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的。
它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。
为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。
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。
电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机。
实际系统的无功电流主要是感性无功电流，感性无功电流的相位滞后电压90度，容性无功电流的相位超前电压90度，容性无功电流与感性无功电流的相位正好相反，因此容性无功电流可以抵消感性无功电流，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。
2.电力电容器补偿的特点无功补偿的优点：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。
无功补偿的缺点: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。
电容补偿原理
无功补偿容量的确定
负载所需补偿的无功功率Qc=P(tgφ 1-tgφ 2) Qc：补偿电容器容量（KVAa） P：负载的有功功率 φ 1：改善前功率因数角 φ 2：改善后功率因数角 功率因数从0.7提高到0.95时 COSφ 1=0.7,,那么φ 1=45.57 COSφ 2=0.95,那么φ 2=18.19
并联电容器串联电抗器额定电压的选择
电容器额定电压的合理选择 在分析电容器端子上 的预期电压时，应考虑以下五 点： 1) 并联电容器装置接入电后引起的电网电压升高 2) 谐波引起电网电压升高 3) 装设串联电抗器引起的电容端电压升高 4) 相间和串联段间的容差，将形成电压分布不均， 使部分电容器电压升高 5) 轻负荷引起的电网电压升高
快速设置说明
电容控制主柜电路图
电容控制副柜电路图
PM25/26两台机正常生产时，PM25低配总 电流约2000-2400A,此时电容补偿的无功电 流要补偿360-390A， 才能达到设定的功率 因数值0.93,而每次投入3组电容(1个*34A*6 ）=204A，投入6组电容（第2路）电流大 约410A,此时功率因数控制器通过接收、检 测、比较等环节，补偿的电流过多，功率因 数超过了0.94，于是退出一组电容，然后再 延时后投入第3路，如此反复的投切，严重 的缩短了交流接触器和电容的使用寿命，通 过观察计算，只要任何一路有单个接触器投 入，就可解决反复投切的问题。
电容器直接补偿的危害及防范措施
电网的正常运行。在供电系统中作为无功补偿用的 并联电容器，对于某次谐波若与呈感性的系统电抗 发生并联谐振，则可能出现过电压而造成危害。过 大的谐波电流可能使接触器电容器烧毁、鼓包、熔 丝 烧损等故障。
对配电网来说，抑制谐波是很必要的。对于并联电 容器组，抑制谐波的方法主要是使用串联电抗 器 ，相当于在电容旁边串联一个电抗，使得补偿回 路的阻抗在某次谐波相对于呈感性，从而消除由于 电路呈容性而带来的谐波震荡。
电容补偿柜原理介绍以及特点（附加原理图）
电容补偿柜原理介绍以及特点（附加原理图）来源：电⼯维修学习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简便、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。
以上是对电容柜的特点和知识简介下⾯是详细解说关于电容补偿柜的⼀些知识低压电容补偿柜也叫低压⽆功补偿装置MSCGD，⼯作原理是根据电⽹向⽤电设备提供的负载电流由有功电流和⽆功电流两部分组成，⽆功电流在电源和负载之间往复交换，⼤⼤占⽤电⽹，使供电设备的供电能⼒⼤⼤降低，使功率因数降低。
就是⽤装置产⽣的容性⽆功电流快速、准确地跟踪抵消电⽹中的感性⽆功电流，从⽽提⾼功率因数，保证⽤电质量，提⾼供电设备的供电能⼒，并减⼩电路中的损耗。
⼀般来说，低压电容补偿柜由柜壳、母线、断路器、隔离开关，热继电器、接触器、避雷器、电容器、电抗器、⼀、⼆次导线、端⼦排、功率因数⾃动补偿控制装置、盘⾯仪表等组成。
电容器柜功能及其结构电容器补偿柜的作⽤电容补偿柜的作⽤是提⾼负载功率因数，降低⽆功功率，提⾼供电设备的效率；电容柜是否正常⼯作可通过功率因数表的读数判断，功率因数表读数如果在0.9左右可视为⼯作正常。
电容补偿节能原理
电容补偿节能原理
电容补偿节能原理是：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，达到节能的目的。
采用电容补偿具有减少设计容量、减少投资、增加电网中有功功率的输送比例、降低线损、改善电压质量、稳定设备运行、提高低压电网和用电设备的功率因数、降低电能损耗和节能、减少用户电费支出、满足电力系统对无功补偿的检测要求、消除因功率因数过低而产生的罚款等优点。
当前，采用并联电容器作为无功补偿装置已经非常普遍。
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。
电容补偿柜工作原理
电容补偿柜工作原理电容补偿柜是一种用于改善电力系统功率因数的设备，它通过补偿电力系统中的无功功率，提高系统的功率因数，降低电网损耗，改善电力质量。
那么，电容补偿柜是如何工作的呢？下面我们将详细介绍电容补偿柜的工作原理。
首先，我们需要了解电力系统中的功率因数。
功率因数是指有功功率与视在功率的比值，它反映了电力系统中的无功功率和有功功率之间的关系。
当功率因数低于1时，说明电力系统中存在大量的无功功率，这会导致电网损耗增加、线路过载、设备发热等问题。
而电容补偿柜的作用就是通过补偿无功功率，提高功率因数，从而改善电力系统的运行状态。
电容补偿柜内部主要由电容器组成，电容器具有储存和释放电能的特性。
当电力系统中存在无功功率时，电容补偿柜会通过控制电容器的连接和断开，实现对无功功率的补偿。
具体来说，当系统中的功率因数低于设定值时，电容补偿柜会自动连接电容器，释放储存的电能，补偿系统中的无功功率；当功率因数达到设定值时，电容补偿柜会自动断开电容器，停止补偿。
这样，电容补偿柜能够动态地调节系统的功率因数，确保系统在正常运行状态下工作。
除了补偿无功功率，电容补偿柜还可以消除电力系统中的谐波。
谐波是指电压或电流中含有频率为基波频率的整数倍的成分，它会导致设备损坏、电网失真等问题。
电容补偿柜内部的电容器具有对谐波的抑制作用，可以有效地减少电力系统中的谐波含量，改善电力质量。
总的来说，电容补偿柜通过动态补偿无功功率和消除谐波，提高电力系统的功率因数，改善电力质量。
它在工业生产、商业建筑等领域广泛应用，为电力系统的稳定运行提供了重要支持。
综上所述，电容补偿柜的工作原理是通过控制电容器的连接和断开，实现对无功功率的补偿，同时具有消除谐波的功能，从而提高电力系统的功率因数，改善电力质量。
希望通过本文的介绍，可以更好地理解电容补偿柜的工作原理和作用。
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电容补偿原理及常见问题分析
摘要随着国家经济的发展,工业用电量和城市居民用电量都快速增长。
但许多三相和单相电感性负荷,因其自身功率因数较低,在电网中滞后无功功率的比重较大。
为保证降低电网中的无功功率,提高功率因数,保证有功功率的充分利用,提高系统的供电效率和电压质量,减少线路损耗,降低配电线路的成本,节约电能,通常在低压供配电系统中装设电容无功补偿装置。
关键词电容补偿;三相电容;装置;原理
1供、用电方共同补偿
在配电网络中无功功率消耗很大,大约有45%的无功功率消耗在输、变、配电设备上,另55%消耗在用电客户的设备中。
为此要减少无功功率在网络中的输送,就要极大限度地实现就地补偿,就地平衡无功功率,因此供电企业和用电客户需要共同进行补偿。
2调压为辅,降损为主
利用电容器的分组投切,对电压进行适当的调整,可以减少网络中的电压损失,但这只是起到补偿的辅助作用。
配置并联电容器进行无功补偿,主要是为了做到无功功率就地平衡,减小网络中的功率损耗,降低网络线损。
3 电容补偿原理及类型
3.1电容补偿原理
电容补偿装置由一个或多个低压开关设备、低压电容器和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备,由制造商完成所有内部的电气和机械的连接,用结构部件完整地组装在一起的一种组合体。
由于大多数用电设备均是根据电磁感应原理工作的,如配电变压器、电动机等,它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。
为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率,在功率三角形中,有功功率P与视在功率S 的比值,称为功率因数cosφ,其计算公式为:
cosФ=p/s=p/(1)
在电网的运行中,功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度,使配电系统功率因数尽可能接近于1,电路中的无功功率可以降到最小,从而提高电能输送的功率。
电容补偿则是提高功率因数,降低无功损耗的有效途径,其补偿类型一般分为三种,单相电容自动补偿、三相电容自动补偿、单相和三相电容混合自动补偿。
3.2单相电容自动补偿
单相电容自动补偿应用在大量使用单相负荷的场所,由于照明、空调等负荷变化的随机性大,容易造成三相负载的严重不平衡。
由于调节补偿无功功率的采样信号取自三相中的任意一相,造成未检测的两相过补偿或欠补偿。
如果过补偿,则过补偿相的电压升高,造成控制、保护元件等用电设备因过电压而损坏;如果欠补偿,则补偿相的回路电流增大,线路及断路器等设备由于电流的增加而导致发热被烧坏。
这种情况下用传统的三相无功补偿方式,不但不节能,反而浪费资源,难以对系统进行有效的无功补偿,补偿过程中所产生的过、欠补偿等弊端更对整个电网的正常运行带来了严重的危害。
3.3三相电容自动补偿
三相电容自动补偿适用于三相负载平衡的供配电系统。
因三相回路平衡,回路中无功电流相同,所以在补偿时,调节无功功率参数的信号取自三相中的任意一相,根据检测结果,三相同时投切可保证三相电压的质量。
三相电容自动补偿适用于有大量三相用电设备的厂矿企业中。
3.4单相、三相电容混合补偿
对于三相不平衡的配电系统可采用单相、三相电容混合补偿的办法,其原理是通过调节无功功率参数的信号取自三相中的每一相,根据每相感性负载的大小和功率因数的高低进行相应的单相星接电容补偿,对其它相不产生影响,同时对三相功率因数全部较低时进行智能判断,然后自动投入匹配容量的三相角接电容,因此单相、三相电容混合补偿装置解决了三相不平衡配电系统单相功率因数较低问题,避免因采样信号局限性造成的欠补偿和过补偿问题。
4三相电容自动补偿常见问题分析
4.1电容自动补偿功能能否实现问题
电容补偿装置不能按功率因数进行自动补偿或功率因数指示不正确,为装置开始投运时经常出现的问题。
首先检查主回路的电源相序是否正确,尤其是主回路用电缆连接时,取样互感器在主回路的位置是否在相应的相位上;其次,电容投切控制器的采样电流信号和电压信号的相位是否相符(AC220V控制器取样信号的电流与电压必须为同一相,AC380V 控制器的电流信号为其中一相,电压为其余两相),否则出现相位问题或在盘间连线时出现极性错误时,功率因数将会出现异常,在感性负载的条件下,功率因数显示可能超前,造成控制器误判;第三,检查控制器是否存在报警信号,如有欠流、欠压和过压等问题存在时,为避免出现过投或对电容器本体带来危害时因保护而拒动。
4.2容补偿装置的运行故障
电容补偿装置运行中常出现电容器两侧变凸,导线、投切元件过热或烧毁,熔
断器经常熔断甚至由于不明原因导致短路,造成柜内元件严重损毁的问题。
对这些问题首先检查电容器的运行电压是否满足运行环境,实际电流与电容器额定值是否一致,其它元件的各项参数是否相符,然后核实电器元件质量是否合格,设计选型元件是否满足要求,接线是否正确,最后对现场的负荷情况进行调查。
根据现场经验,较多的投切元件烧坏、导线过热等故障为现场谐波含量较大,因此条件具备尽可能对运行环境进行谐波测试,用数据对判断加以验证,根据测试结果选择合适的抗谐波电容器或增加电抗器方案加以解决。
4.3设计时应注意的问题
低压电容补偿装置在低压配电设备中属于较复杂的控制设备,因此在设计工作中要予以足够的重视。
根据用户的实际电压选择同一电压等级的不同额定电压值的电容器,避免电容器长期处于过压运行状态,对电容器内部造成损害。
由于电容器在运行中有发热现象,设计时需要按电容器说明书预留足够的距离和空间,补偿装置外壳设计散热孔,必要时可增加温控风冷装置。
对可能存在谐波的运行环境,采用抑制谐波方案,串联6%的电抗器,抑制5、7、9、11次谐波,限制浪涌电流。
元件的选取尽可能采用技术成熟,经过实际运行验证的优质产品。
5结束语
随着配电管理现代化要求的日趋强烈,通过低压无功补偿装置实现配电无功电压自动补偿和优化,以降低配电网的电能损耗、提高配电设备的利用率,并在一定程度上改善配电电能质量的方法已得到了普遍认同和高度重视。
同时电力、电器和电子技术的快速发展,特别是现代电力电子、微电子、通信等高新技术在无功补偿装置上的应用,该技术日趋成熟,各项性能都得到了极大改善。
参考文献
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[3]贺晓蓉,董淳.三相电容电机无功补偿分析[J].微电机,2006,9.。