无功补偿装置运行中易出现的问题及对策

廉国巍　耿雪冰

摘要：通过长期的调查研究发现，低压无功补偿装置在投切过程中问题较多，本文提出问题的原因及相应对策

关键词：补偿装置 元件 故障 原因分析 相应对策

0 引言

无功补偿装置是配电系统中主要设备之一，其作用表现在提高功率因数，降低功率损耗；改善电压质量，减少用户电费支出：所以供电部门和用电单位对无功补偿装置要求都很高。然而无功补偿装置往往在运行中会出现较多问题，其主要原因是补偿装置选用电器元件配置的合理性，电器元件使用是否正确；电网中是否存在谐波的干扰以及安装工艺等诸多问题有关。

1 控制器问题

补偿装置的电器元件（控制器）常会出现的问题是：补偿控制器上COSΦ显示不准确。原因及对策：这种情况有两种可能性：

1.1 补偿控制器产生误动误显，主要是由于电网中或负载产生的谐波所致。相应办法是更换抗谐波型控制器或在配电系统中加装抗谐波型元件。

1.2 补偿控制器与取样电流或电压有关。在有负荷时正常的情况下投入电容器，功率因数应该从滞后值逐步变大至1.00，如果再投入电容器则功率因数应该为超前，继续投入超前值变小为正常；而出现：①始终只显示1.00。②电网负荷是滞后状态，补偿器却始终显示超前。③电网负荷是滞后状态，补偿器显示滞后但投入电容器后滞后值不是按正常方向变化（增大）反而投入电容越多滞后值越小。④电网负荷是滞后状态，补偿器虽显示滞后值，但投入电容器后滞后值不变化，滞后值只随负荷变化而变化。上述情况：①往往是因为取样电流没有送入补偿器。②③一般情况是因为取样电流与取样电压相位不正确。④一般情况下是因为投切电容器产生的电流没有经过取样互感器。

补偿控制器能够正常运行，必须取样电流正确，而且负荷电流与电容器投切产生的电流必须要从取样互感器上得到反应。

2 熔断器问题

无功补偿装置在补偿投切过程中常常会出现熔断器经常熔断。

2.1 原因分析：①熔断器熔断与选型配置的合理性有关。②熔断器熔断与计算实际投切电流的相应倍数有关。③熔断器熔断与补偿控制器的投切时间有关。④熔断器熔断与电网系统或负载设备产生的谐波有关。⑤熔断器熔断与相数电流不平衡有关。⑥熔断器熔断与安装工艺、工作环境等有关。

2.2 相应对策：①要充分考虑到无功补偿装置的特性，在投切过程中当涌流较大时（一般在15In-30In左右）选择熔芯非常重要，一般选用am型（过载能力强）或相同类型的熔芯，而不是选用JL型（过载能力低）或与之相同类型的熔芯。②熔断器对电容器的保护，计算实际投切电流非常重要，但针对无功补偿装置的特性应考虑加之保险系数电流，通常情况下应取实际投切电流的1.35倍-2倍。③熔断器的熔断与补偿控制器设置的投切时间有一定关系，在电容从网络中切除后电容器中电压随时间延长而逐渐衰减，当间隔时间短暂又投入时，残压和所加电压即形成叠加电压，造成过电压过电流；长时间运行必将使电容器击穿或短路；强大的电流使熔断器熔断；所以在设置投切时间时切不可太短，一般设置20s-30s为宜。④电网中或负载设备产生的谐波将改变电源原由的50Hz-60Hz的电压性质，当谐波含量较高时，由谐波所引起的且放大了的基波电流将使熔断器熔断。⑤补偿装置运行中三相电流长时间不平衡，也将造成熔断器部分熔断，如发现三相电流不平衡要及时查找原因。非三相电流不平衡更换熔芯时，最好同时更换三相熔芯，那么另外两相已受损的熔芯在投入运行，时间不长即会熔断。⑥熔断器的熔断与安装工艺以及使用环境有一定关系，特别是使用环境，有的使用场合温度非常高，长时间高达70℃以上，在这种情况下一定要采取降温措施。

3 电容接触器问题

无功补偿装置在投切过程中，电容接触器的损坏尤为突出，从主观上讲电容接触器是易耗品；但从客观上讲也有其他几个方面情况造成电容接触器损坏。

3.1 补偿控制器设置的投切时间太短二次吸合造成的叠加电压导致冲击电流过大而损坏接触器。

3.2 接触器的损坏与接触器正确安装有一定关系，特别是接触器的导线连接部位；一定要接紧不得松动并套上绝缘套管。

3.3 当电路中谐波含量较高时，电压、电流波形发生严重畸变；基波电流扩大将造成接触器烧触头，相与相或相对地短路；造成接触器损坏。

3.4 当电流不平衡的范围值增大时，长时间运行也将导致接触器损坏。

3.5 接触器的自身质量问题也有很大关系，目前国内电容接触器生产厂家很多，但生产的材质及产品质量不近相同。现行的补偿要求非常高，在选型时最好选用抗涌流、抗谐波或承受谐波抗击的电容接触器。

4 电容器的问题

电容器在运行中的损坏比较突出，如击穿不能愈合，短路、鼓肚子及运行时间不长容量下降；情况严重的甚至爆炸。而现在的电容器基本上都是自愈式，在正常情况下一旦击穿会自动愈合，若经常的击穿再愈合，周而复始将使电容器彻底的损坏。造成电容器损坏大概有5个方面情况。①由补偿控制器质量问题引起的误投误切造成电容器损坏。②补偿时瞬间投切的涌流非常大使电容器损坏。③三相电流、电压常时间不平衡造成电容器损坏。④叠加电压（由于控制器设置的投切时间比较短所形成）。⑤谐波对电容器的干扰。相应对策：①使用质量较好的控制器。②补偿时瞬间浪涌电流非常大时，建议超过30In以上串接电抗器等电器元件。③如发现缺相或三相电流电压不平衡要及时查找原因，及时解决。④控制器的投切时间不易太短，防止形成叠加电压。如果实际补偿容量不足或确实需要频繁投切的话，应增加补偿容量或进行就地补偿和集中补偿相结合的方式。⑤电网中如有谐波干扰，要及时采取措施；加装滤波装置或加装抗谐波型元件。

5 结束语

为了改进和提高无功补偿装置所达到的补偿要求；必须了解电网或负载源是否出现谐波，无功补偿装置的电器元件配置的合理性；以及正确使用补偿装置才能使无功补偿装置无故障达到正常运行