电容柜在低压配电系统中的应用研究

张树

摘 要：进入21世纪以来，我国的经济、科技均实现了飞速发展，与此同时，支撑国家基础建设的电力需求也越来越大。低压配电系统（例如普通电动机和变压器）中的功率负载经常会将其称之为感应负载。感应负载主要是为低压电力装备实现无功功率提供支持。能够保证低压配电系统持久、无波动的运行具有很大的现实意义，因此有必要在电网中安装无功功率补偿装置，例如电容器柜，以便当感应负载提供的无功功率不足时进行补充，对电能实现完全的利用。而本文以电容器柜为研究对象，将其在低压配电系统中的应用作为文章的研究内容，其研究结果具有很重要的价值。

关键词：电容柜;低压;配电系统;应用;分析

近年来，全国人民的生活水平随着经济水平的提高也到达了一个新的高度。尤其是，大型建筑如雨后春笋般的出现，以工业集群，高端办公楼和商务酒店等为代表，其大量的建筑导致电力消耗出现急速的增加。在大型建筑群中感应负载作为最常用的电力设施被使用。因为感应负载较低的功率，导致了无功功率大量的出现在低压配电的系统中。无功功率的大量使用导致了功率因素的降低，无法保证有用功的使用，所以通常需要将电容器柜安装在，在低压配电系统中，旨在补充工作期间的无用功。

1 低压配电系统加装电容柜的必要性

一般情况下，无功功率的自动补偿根据其性质可将其分为两种，即三相电容器自动补偿和分相电容器自动补偿。其中，三相电容器自动补偿被广泛用于三相载荷均衡的配电网络中。使用在均衡网络的原因在于三相电路电力供应较稳定，并且每条电路中都有等量的无功电流。所以，电容器柜中进行无功功率补充时，其三条回路维持一致时，就可以对三相电压的电能质量进行等量的维持，而三相电容器自动补偿一般会选择在三相电气设备使用量比较大的工厂以及矿山中。在民用建筑中，由于其用电特点以及生活需求，一般选择单相的感应负载作为主要的供电方式，尤其是家用灯管以及空调等常用的设备负载的变量较大，规律性较弱，如果采用三相供电，会导致电路的负载不平衡，而在低压配电系统表现的更加强烈。因为用来补充无功功率的采样信号一般来源于三相中的任何一相，所以未进行采样的其他两相被过度补充或补充不足，一旦出现过度补充现象，就会导致过度补充的那一相的电压急剧上升，这样就会引起过电压导致电气设备的控制以及保护的部件损坏;当发生补充不足时，补充相的电流线中的其电能将连续增加，并且由于电流的瞬时上升，线路和断路器等电气设备的温度将会急剧上升，一旦温度超过安全范围，出现过热现象，持续下去，将会烧毁电气设备。

通过以上的分类情况，分析可得，采用以往的补充功率的方法不仅不可以达到节能的目的，而且还会造成更多的电能浪费，并且不能有效地补充电路中的无功功率，因此可以看出，在低压配电系统一旦产生不良情况，如过度补充或补充不足的现象时会影响电网的供电稳定，严重时还会危及整个电网的安全运行。现在为了解决过度补充以及补充不足等问题，有必要在低压配电系统中安装电容器柜，并通过电容器柜进行理想的无功补偿，从而大幅度降低功率，减少运营线路中电力的损耗，节约低压线路运行成本，节约电能进而达到保护环境的目的。

2电容柜补充容量及补充侧确定

基于低压配电系统的实际运行，由数据显示其电容器柜的无功功率的补充容量一般可达到变压器额定容量四分之一，在特定的场景下有时会达到二分之一。电容器柜一般情况下包括三种补充模式，分别为：三相共补、分相补充以及融合补充。而三相电容器通用补充法主要用于三相电气负载平衡的低压配电系统中。该系统中三相电路一致维持平衡的状态，并且各个电路中的电流均一致，因此，在执行电容补充时，通常从三相的任何相位获取用于调节无功功率的电信号，一般来讲，三相共补可以保证系统的平稳持久的运行。分相补充法通常用于民用建筑中，主要是为了维持居民的家庭用电。

在低压配电系统中，电容器最理想的位置就是只作用在需要的地方，但这种要求是在实际中是很难满足的。因为在电网中不管是变压器或各种负载其在工作期间均会有无功功率出现。在实际操作中，电容补充装置的安装一般选择在以下位置进行：在电网的开端电站进行补充，在负载消耗的位置进行补充，在用户端进行补充以及配电线路补充。对于电力系统，可以在高压端以及低压端执行无功功率补充。当选择在高压之前执行电容补充，尽管电源设备可以满足功率因数，但还是不可以选择支路执行补充，这是因为如果选择在支路补充就会导致线路中的无功电流变大，并且无法减小传输线路的横截面，因此不能确保整个低压系统的电能质量。低压端的无功功率的补充，不仅可以显着降低变压器和线路的功耗，而且可以将变压器以及线路效率与利用率变大，并增加负载端的电压。

3电容柜补充系列选择

在电容的实际补充应用过程中，在用户端也会经常发生补充过度以及补充不足的情况，因此，因为过度补充的负载是属于电容性的，因此毫无疑问就会增加用户端的电压，会对用户端的设备和线路造成威胁，甚至还会对电容器柜本身构成潜在的安全危害。国家以及行业的相关法律规定中明确的讲了，当传输线电压大于电容器额定电压的1.1倍时，必须将电容器柜隔出配电系统，不然的话就会出现设备过热的现象，降低电气设备的年限，温度达到一定值时，会有烧坏设备的危险。一般而言，补偿不足的负载属于电感性，这样会导致用户端的无功功率增加，大大降低电气设备的效率。如果在电网系统中大规模使用，就会大幅度的提升用户端的电力成本，假设发生此类情况，将不利于电网系统的稳定与安全。因此，在选择电容器柜时，必须将补偿水平作为选择的依据。补偿系列实质上是电容器的数量。电容器的数量越多，就会越精准。但是电容器柜的数量决定了电容器柜的体积，体积过大会影响电容器柜的安装。将实际运行情况作为基础，结合变压器以及电气负载的现象，能够通过两项补充方法，在高精度的前提下，有效的避免补充过度以及补充不足。

在系统中选择的大多数设备都是感应设备，尤其是在城市的购物中心，办公楼和住宅楼中。通常，具有更好的发光效果的荧光灯被用于照明，因为荧光灯具有长寿命和良好的光效率，且属于绿色能源的一种。不难发现，在低压配电系统中安装电容器柜可有效提高功率因数，大幅度增强低压配电系统的效率，并增加变压器的有功容量，从而大大满足对绿色电力的需求。

4結论

结合全文，可知，电容器柜作为低压配电系统中补充无功功率的重要装置，不仅可以提高低压系统的功率，使其能够降低过度补充、补充不足的出现，从而可以大大提高系统的运行效率，从而大大的降低了输电的成本，降低了过程中的损失，可以满足客户对稳定的电流的需求，能够产生很好的经济效益，并且有利于环保发电输电线路的广泛普及。

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