浅谈低压智能电力电容器的功能及运用

关键词：低压智能，无功补偿，调谐滤波

 

随着我国智能电气化电网的迅速发展，低压电器智能化也应运而生，“低压智能电力电容器” 就是其中的一个佼佼者。它以强大的功能优势赢得了市场，取得了用户的信任与好评。自低压智能电力电容器问世以来，逐步取代常规型低压无功补偿装置，迅速成为用户低压电网安全运行的“保护神”。

低压智能电力电容器，实际上是一套微型化低压智能无功补偿与调谐滤波装置。它以二台（△型）或一台（Y 型）无油化低压电力电容器为主体，采用微型电子元件技术、微型传感器技术、微型网络技术和电器制造技术，将智能组件、控制器、滤波器，电抗器、电流互感器、热继电器、熔断器及避雷器等元件微型化，安装在电容器的上方，用一个约7cm高的盖子覆盖着。由于整机体积很小，突出显示的是电容器，所以称它为“低压智能电力电容器”。

现场安装时，在低压进线柜的进线端加装三只小型 CT，将二次线引入电容器，即可实现如下功能：

（1）智能网络控制功能

自动检测及跟踪系统无功功率的变化，自动投切电容器组。投切方法是：容量相同的电容器，按循环投切原则进行投切；容量不同的电容器，按适补原则进行投切；先投先切，先退先投；电容器运行温度低时先投，温度高时先退。补偿工况恒定时，电容器每15min循环投切一次，避免单只电容器长时间投运。

（2）快速投切电容器功能

动作开关选用无触点过零投切开关，配合专用的快速控制器，实现过零投切，动作时间缩短到1S，动态追踪补偿系统所缺少的无功功率，力争使线损降到低水平。

（3）测量功能

可测量系统电压、电流、有功功率、无功功率及功率因数；实现CT相位与变比自动测量和校正；可测量各台电容器的三相电流和体内温度。

（4）分相补偿功能

分相补偿型电容器可对各相上的电容器进行分别投切，提高对系统无功功率的补偿精度，使三相无功功率不平衡的系统得到了良好的补偿。

（5）保护功能

电容器有过电流速切保护，过电压、欠电压保护，过温、断相保护，三相电流不平衡保护。当电容器内部温度超过65℃时，电容器会整机退出运行，确保系统安全。

（6）信号功能

电容器能够显示投切状态，过补偿、欠补偿状态，过电压、欠电压状态，具有保护动作类型及自诊断故障类型等的灯光信号。

（7）通信功能

电容器和控制器之间采用RS485通信连接，便于大量采集数据、上传数据及与外设监控终端进行信息交换，构成系统工作。

（8）显示功能

在电容器顶盖的前方，有一个液晶显示屏，对电容器投切状态、系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数及电容器内部温度等参数都能显示出来。

（9）故障自诊断功能

电容器智能控制元件，能对本体各项运行参数进行自诊断，一旦出现故障，整机快速响应， 退出运行。

（10）滤波功能

能够消除高次谐波和涌流。对高次谐波形成一个低阻抗通道，可吸收、泄放高次谐波， 消除高次谐波对电容器的影响，防止电容器过热、绝缘介质老化及自愈性能下降等不利因素的发生。对存在大型谐波源的用户，还要加装专用干式电抗器、温控风扇和人机联系面板等器件，整机装在一个体积为370mm*280mm*280mm的小箱体内。

 

1、用户用电情况调查

在使用低压智能电力电容器之前，首先要对用户进行用电调查、摸底。山东神力索具有限公司是一家中型企业，供电电压为10KV,属于高供高计用户。配电室有2500KVA变压器两台，总容量为5000KVA。主要用电设备是中频加热炉（大型谐波源）、锻造机、冲床、桥式起重机及压缩机等。配电室的0.4KV母线上装有无功补偿装置，补偿电容器为普通油浸式，总容量590Kvar。投切方式采用交流接触器，无任何调谐滤波措施。因此，经常发生电容器熔丝烧断、鼓肚、漏油及容量衰减等现象。经调查，发现存在以下问题：①电网谐波含量大，造成无功补偿装置故障，经常停运进行维修、更换零器件，甚至停运数天。②因功率因数太低，供电部门每月都要加收“ 功率因数调整电费”，造成电费开支大，企业效益低。③由于功率因数低，变压器及线路电能损耗大，影响企业经济效益。

2、现场测量用电系统功率因数

在无功补偿装置投运的情况下，通过现场实际测量，得出该公司用电系统的平均功率因数为0.8745。根据有关规定，该公司的功率因数应在0.90以上。因达不到规定要求，供电部门按照《功率因数调整电费办法》中的规定，每月对该用户加收“ 功率因数调整电费”，使该公司月电费比正常用电高出1万多元。

3、现场测量用电系统高次谐波

经现场测量，该公司2500KVA主变压器0.4KV母线谐波数据如下表所示。