淺談電力電容器成套裝置對電網(wǎng)系統電壓的影響

更新時(shí)間：2021-12-07瀏覽：882次

摘要：電力電容器成套裝置在電力系統中具有廣泛的應用，對于保證系統電壓的穩定具有重要的作用。由于電力系統中的負載大多需要消耗無(wú)功功率，當系統電壓較低時(shí)需要采用電力電容器提升系統電壓，以保持系統電壓的穩定，為此本文對電力電容器成套裝置對系統電壓的影響進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：電力電容器；成套裝置；系統電壓

引言

??電容器是一種容納電荷的器件。是由兩塊金屬電極之間夾一層絕緣電介質(zhì)構成。當在兩金屬電極間加上電壓時(shí)，電極上就會(huì )存儲電荷，所以電容器是儲能元件。任何兩個(gè)彼此絕緣又相距很近的導體，組成一個(gè)電容器，平行板電容器由電容器的極板和電介質(zhì)組成。電力電容器是用于電力系統和電工設備的電容器，是電容的一種。電容器主要由箱殼、芯子和浸漬劑三部分組成。箱殼用薄鋼板或不銹鋼板經(jīng)彎制再行密封焊接而成。箱蓋上焊有引出線(xiàn)套管，箱殼兩側焊有供搬運安裝用的吊攀。芯子由若干個(gè)元件和絕緣件按一定的串并聯(lián)連接而成。元件由聚丙烯薄膜作固體介質(zhì)、鋁箔作極板卷制而成，箱殼內充滿(mǎn)性能優(yōu)良的浸漬劑。電力電容器成套裝置在維持系統電壓正常方面發(fā)揮著(zhù)很重要的作用，本文對此進(jìn)行了分析。

1 電力電容器成套裝置概述

??電力電容器分為串聯(lián)電容器和并聯(lián)電容器，它們都改善電力系統的電壓質(zhì)量和提高輸電線(xiàn)路的輸電能力，是電力系統的重要設備。由于電力電容器在無(wú)功補償上的顯著(zhù)成效，所以無(wú)功補償采用電力電容器已得到廣泛應用[1]。電力電容器在減少系統功率損耗、提高功率因數、降低運行電流、提升電網(wǎng)電壓、釋放變壓器使用裕度等方面有著(zhù)顯著(zhù)效果，式（1）為系統的有功損耗的計算公式:

??由式（1）可知，QC 為電容器發(fā)出的容性無(wú)功，可以減少線(xiàn)路上所傳輸的無(wú)功功率，從而可以降低系統的有功功率損耗。電力電容器又有高壓電容器和低壓電容器之分。額定電壓在1KV以下稱(chēng)為低壓電容器，額定電壓在1KV以上的稱(chēng)為高壓電容器。我國的低壓電容器的發(fā)展主要分為4個(gè)階段:50～60年代，我國采用油浸式電容器紙作為介質(zhì)，電容器元件為扁平元，液體介質(zhì)采用礦物油，電容器體積大、有功損耗高。二階段:70年代，我國采用金屬氧化膜替代電容器紙的應用，液體介質(zhì)也大部分采用礦物油和樹(shù)脂，電容器元件為圓形結構，有自愈能力，體積為一代電容器的40%，有功損耗也有顯著(zhù)降低。第三階段:80年代，元件采用8um左右金屬氧化膜，內充金屬天然油或樹(shù)脂，體積更加小，有功損耗降低為0.3W/

KVar，使用壽命在2-6年。第四階段:電容器逐漸向小型化、無(wú)油化和環(huán)?；l(fā)展，采用5～6um的金屬氧化膜，內充SF6或N2氣體。具有防火阻燃體積小等優(yōu)點(diǎn)，使用壽命長(cháng)達10年。低壓電容器有多種型號，由于在填充材質(zhì)和技術(shù)工藝的不同，不同的填充材質(zhì)之間有著(zhù)不同的優(yōu)缺點(diǎn)。

2 電力電容器與系統電壓

??電容器的作用可以用一個(gè)與水管連接的水塔來(lái)形象地描述。水塔可用來(lái)“存儲"水壓，當供水系統的水泵供應的水量超過(guò)城鎮所需水量時(shí)，多余的水將被存儲到水塔中。然后，當水的需求量較高時(shí)，多余的水將從水塔中流出以維持水壓。電容器以同樣的方式存儲電子，并且以后可以再將電子釋放出來(lái)。首先分析聯(lián)電容器的作用，并聯(lián)電容器是一種無(wú)功補償設

備。通常(集中補償式)接在變電站的低壓母線(xiàn)上，其主要作用是補償系統的無(wú)功功率，提高功率因數，從而降低電能損耗、提高電壓質(zhì)量和設備利用率，常與有載調壓變壓器配合使用。電力電容器能夠發(fā)出容性無(wú)功，提高系統的電壓，式（2）為系統電壓降落的計算公式:

??在式（2）中，QC為電容器發(fā)出的感性無(wú)功，可以減少線(xiàn)路上所傳輸的無(wú)功，從而降低線(xiàn)路上的電壓降落，提高系統的節點(diǎn)電壓，這也是電容器提高電網(wǎng)電壓的基本原理。

??對于串聯(lián)電容器而言，當在線(xiàn)路中串聯(lián)電容器之后，則系統的電壓降落的計算公式如式（3）所示。

??由式（3）可知，當電容器作為串聯(lián)電容器使用時(shí)，可以減小線(xiàn)路的感性電抗，從而也能降低線(xiàn)路上的電壓降落，提高電網(wǎng)電壓?？傮w而言，采用電力電容器對系統電壓的穩定性具有重要作用。

3 電力電容器在自動(dòng)電壓調整中的應用

??近年來(lái)，隨著(zhù)電網(wǎng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)電壓控制系統在電力系統中的應用十分廣泛，自動(dòng)電壓控制系統是提高系統電壓水平和經(jīng)濟效益的重要手段[3]。隨著(zhù)地區電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)結構日趨復雜，用戶(hù)對電能質(zhì)量的要求也日益提高。在電力市場(chǎng)的機制下，采取手段降低網(wǎng)損、改善系統電壓水平，已經(jīng)成為直接關(guān)系電力企業(yè)自身經(jīng)濟效益的重要因素。電力系統電壓和無(wú)功功率控制是保證供電質(zhì)量、滿(mǎn)足無(wú)功功率需求和系統電壓穩定的方法，同時(shí)也是減少線(xiàn)損、提高電網(wǎng)運行經(jīng)濟性的措施。

??目前大多數地區電網(wǎng)采用分散調整的方式實(shí)施無(wú)功電壓控制，即在各變電站內利用本身所具有的無(wú)功資源實(shí)施對變電站電壓無(wú)功控制。比較常用的方法是根據系統當前的運行狀態(tài)在九區域圖上所處的位置來(lái)決定相應的控制方案，調節變壓器的分接頭擋位或者投切電容器，從而保證電壓合格率和主變力率。隨著(zhù)城網(wǎng)改造的進(jìn)行，越來(lái)越多電網(wǎng)中的電力電容器成套裝置投入使用。為了發(fā)揮調壓設備的作用，需要從當前的人工調節方式轉變?yōu)槔脤?zhuān)家決策系統進(jìn)行自動(dòng)調節的方式。發(fā)展電網(wǎng)閉環(huán)無(wú)功控制系統，可以顯著(zhù)提高系統的電壓合格率，降低系統的網(wǎng)損。

4 安科瑞AZC/AZCL智能集成式電容器介紹

4.1產(chǎn)品概述

??AZC/AZCL系列智能電容器是應用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節省能源、降低線(xiàn)損、提高功率因數和電能質(zhì)量的新一代無(wú)功補償設備。它由智能測控單元，晶閘管復合開(kāi)關(guān)電路，線(xiàn)路保護單元，兩臺共補或一臺分補低壓電力電容器構成?？商娲Ｒ幱扇劢z、復合開(kāi)關(guān)或機械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內和柜面由導線(xiàn)連接而組成的自動(dòng)無(wú)功補償裝置。具有體積更小，功耗更低，維護方便，使用壽命長(cháng)，可靠性高的特點(diǎn)，適應現代電網(wǎng)對無(wú)功補償的更高要求。

??AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線(xiàn)電壓、三相母線(xiàn)電流、三相功率因數、頻率、電容器路數及投切狀態(tài)、有功功率、無(wú)功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過(guò)內部晶閘管復合開(kāi)關(guān)電路，自動(dòng)尋找投入（切除）點(diǎn)，實(shí)現過(guò)零投切，具有過(guò)壓保護、缺相保護、過(guò)諧保護、過(guò)溫保護等保護功能。

4.2產(chǎn)品選型

AZC系列智能電容器選型：