工厂配电系统中电容器过补偿问题的分析研究

时冲

摘要：在工厂配电系统中，电容器是其中的一个重要組成部分。电容器的安全稳定运行会直接影响到整个工厂配电系统的安全和稳定。若是电容器出现异常问题会直接对配电系统的生产效率带来影响，然而在实际过程中，经常会出现电容器过补偿问题。长期处于过补偿状态时，会导致力调电费增加、电压降低、线损增加，产生较大的危害。对此，我们需要对于工厂配电系统中电容器过补偿问题进行具体的分析并探究解决措施。

关键词：工厂配电系统;电容器;过补偿问题;解决措施

为了能够有效提高功率因素，在工厂配电系统中可以安装补偿电容，以此来降低能源损耗。电容器过补偿问题出现会导致有功损耗增加，谐振现象出现，对工厂配电系统的稳定性产生影响。对此，为了能够有效降低电容器过补偿所带来的危害，就需要对这些问题进行明确并针对性地采取科学、合理的措施来解决这些问题，以此来提高工厂配电系统的运行效果，确保经济效益的实现。

一、无功补偿概述

工厂配电系统交流电路中会存在电源供给负载率，其中包括有功和无功功率。有功功率主要是指在用电设备正常运行过程中所产生的电功率，它可以将电能转化为热能、光能、机械能等电功率;而无功功率主要是电路内磁场、电场的交换作用，主要是帮助电气设备维持磁场，它对外能够转变成其他形式能量[1]。若是电气设备存在电磁线圈就需要建立磁场，这一过程就很有可能产生无功功率。

二、无功补偿技术的意义和特点

（一）电容器无功补偿

当前随着用电设备电力负荷的不断增加，所以对电网系统提出了更高的要求，需要不断增强电网系统的利用率。由于在系统运用过程中，无功电流占用了较多的电力传输容量，会增加电力传输损耗，所以需要不断缩短无功的产生、减小无功用户之间距离，这样可以增加有功功率的产生，提高电力质量，减少能量消耗。当前连接到电网中的电器需要同时拥有无功和有功两种功率。变压器和电机中的磁场需要依靠无功电流来维持，输电线也需要消耗无功电流来产生电感[2]。此外，荧光灯、电抗器等电路也需要使用到无功功率。为了有效减少电力损耗，增强电力输送的质量和容量就需要对无功功率进行补偿。通常情况下，用电设备需要从电源中获取有功和无功功率，若是电网中无功功率较少，不能够满足用电设备的需求，那么用电设备就没有足够的无功功率来维持电磁场。这些设备就不能在正常情况下开展工作，端电压会下降，影响到用电设备的正常运行。

（二）无功补偿技术的意义

当前所产生的无功补偿技术主要是对无功补偿理论进行进一步的探究，它可以用于工厂配电系统运行过程中，大大提升电网功率因素，从而降低在电力输送过程中，线路以及设备中电能的消耗，以此提高供电质量和效率。与此同时，也能够稳定电网内环境。无功补偿技术可以将容性功率负荷装置以及感性功率负荷并联起来。在这两个负荷之间，电能能在电网中进行交换，以此来对无功功率进行补偿，这样可以更好地满足当前电网运行过程[3]。此外，也可以将补偿方法分为混合型补偿、分组补偿、集中补偿等多种方式。无功补偿技术能够有效降低线路降压，提高功率因素。这样一来，可以有效减小系统线路电压损失，改善末端电能质量。

三、电容器过补偿问题

在工厂配电系统中所涉及到的电容器过补偿装置主要分为就地补偿、分散补偿、集中补偿。补偿方式不同所产生作用也不同，通过配合可以更好地提升工厂配电系统运行性能。但是，虽然当前行业已经不断强化过补偿问题的改善，但是仍然会存在这个问题。

（一）集中补偿

在过补偿装置中所涉及到的集中补偿主要是将工厂配电系统中所涉及到的无功补偿全部集中起来，将这些无功补偿集中在配电变压器、变电站的汇流母线上，进行更为集中、统一的补偿，这样可以有效增强变压器的供电能力，同时降低输电线路、变压器、母线上功率的损耗，进一步改善电压质量，为后续维护工作的开展奠定基础。针对这种类型，若是在集中补偿过程中出现过补偿问题，那么会带来非常严重的影响。我们可以以某工厂配电系统为例，将2500kVA，10 kV的变压器作为专用线路供电，并在一侧设置计量结算点。在工程开展两个月之后，可以发现第一象限无功电量为11092 kVarh，第四象限无功电量为39874 kVarh。若是电流在第一象限，那么电路会呈现感性负荷[4]。若是电路呈容性负荷，那么集中补偿装置中无功功率会增大，系统谐波增大，电压会明显高于系统电压，这时会出现损坏用电设备、谐振等问题，降低功率因素。

（二）用电设备就地补偿

在工厂配电系统运行的过程，在用电设备附近会利用就地补偿电容器的方式对系统末端用电设备开展就地补偿，从而补偿所消耗的无功功率，这样可以有效提高功率因素。但是，在实际补偿过程中，若是利用小时数较低的设备，通常利用率比较低。且由于安装特殊性，运行条件存在问题，不利于后期维护过程，容易产生过补偿问题，影响到系统的稳定运行。在某电厂配电系统运行的过程中，若是利用双管荧光灯照明设备，在未补偿前功率因数为0.5[5]。若是在安装补偿电容器设备之后，可以有效提高原有的功率因素，且可以为其并联电容。在安装完成之后，需要进行调试。这时发现配电箱容易出现跳闸现象，主要原因在于电流超过电压。这时设备中的线路容易处于容性负载状态，这样容易产生过补偿问题，影响到系统运行的稳定性。

四、防范措施

为了能够有效防止在工厂配电系统中出现电容器过补偿问题，控制谐波的产生，提高功率因素，增强系统可靠和稳定性，就可以通过以下措施来防范。首先，需要利用自动投切控制的方式，根据工厂配电系统中电容器的运行情况合理控制、监督功率因素，从而可以有效调整其运行。或者利用投切补偿装置来提升功率因素，并将其控制在合理范围之内，这样可以有效避免在工厂配电系统中出现的电容器过补偿问题，提高运行稳定。其次，需要综合考虑变压器，不能出现轻载或空载运行的情况，调整其负载功率至最佳范围内。与此同时，需要采取相应控制手段，防止在后期运行中出现偏差，这样可以有效降低过补偿问题发生概率。此外，还可以从容性负载方面开展防范，有效减小电容器设置，增加电抗器设置，从而确保系统运行稳定。此外，还可以从感性负载角度出发，若是变压器和电动机处于轻载或空载运行状态时，需要安装电容器补偿装置，提高电气设备的功率因素，这样可以降低能源消耗，确保维持系统稳定[6]。

结束语：

综上所述，在当前工厂配电系统运行的过程中需要对电容器过补偿问题进行分析，了解到无功补偿的相关意义和特点。针对电容器过补偿问题，制定针对性的防范措施，以此更好地维护系统运行的稳定和安全，提高工厂生产效率的同时增强企业经济效益。

参考文献：

[1]冯亚楠.工厂配电系统中电容器过补偿问题解析[J].电力系统装备，2019，（15）：35-36.

[2]崔亚才.电容器无功功率过补偿对电网及用户的影响[J].建筑工程技术与设计，2018，（6）：729.

[3]龙飞.运行中补偿电容器过流原因分析及抑制[J].黑龙江科技信息，2017，（20）：17-18.

[4]彭东.工厂配电系统中电容器过补偿问题研究[J].建材与装饰，2017，（14）：228-229.

[5]王铠，张晶焯，伍国兴， 等.智能相控断路器在35kV并联电容器投切中的应用[J].广东电力，2020，33（1）：133-139.

[6]岳涵，邵广惠，夏德明， 等.考虑过电压抑制的特高压直流弱送端系统无功控制策略[J].电力系统自动化，2020，44（15）：172-179.