摘要：在机械运行过程中，为了增加功率因数，减少损耗，常常会安装补偿电容。但是在轻载时，仍然使用补偿装置，电容器会运行在过补偿的状态，容易出现谐振，不利于电网的稳定运行，网络电压升高，让电气设备绝缘的老化程度加快，给电网和设备带来较大危害，此外，还会增加有功损耗。这里分析了无功过补偿的产生，并探讨了其危害，提出了解决措施，以期为相关研究提供参考。
关键词：功率因数；配电系统；补偿电容
工厂配电系统中，其阻抗大多运用电感来实现的，包括异步电动机在内的绝大多数电气设备可看作是电阻和电感的串联电路，这些电气设备在运行过程中，会消耗无功功率。所以，要对其进行无功功率补偿，大多数情况下，都会将电感和电容器并联起来，这样，电容器输出的无功功率将会补偿感性负荷吸收的无功功率。通过并联电容，可以让电流和电压的相位差缩小，进而提升供电回路中的功率。电容大小不同，并联后，功率因数补偿结果也有所不同，可分为过补偿、完全补偿、欠补偿等，若电容的容量比较大，则会提高供电电流相位，并让其超前于电压，这时会复阻抗呈容性，这种现象就是过补偿[1]。
1电容器无功过补偿的产生
一般情况下，从补偿设备安装的位置来看，补偿可以分为就地补偿和集中补偿等，这些补偿方式有各自的优势和劣势，在运用时，还可以将其结合起来，相互配合，但是，在工厂配电系统中，仍然有可能会出现过补偿情况。这里简要介绍了就地补偿时无功过补偿的产生以及集中补偿时无功过补偿的产生。
1.1就地补偿时无功过补偿的产生
就地补偿顾名思义就是就近进行补偿，就是在用电设备附近进行无功补偿，直接安装电容器，进而提高配电系统的功率因数[2]。这种方式，不但可以给配电系统进行补偿，还可以给用户内部电网进行无功补偿，这能够大幅度降低电能损失。当然，这种补偿方式，给部分开机使用小时数不多的设备进行补偿时，其利用率会很低。此外，直接将电容安装在设备附近，将其暴露在生产环境中，其运行条件相对较差，这会给运行和维护带来不便。
1.2集中补偿时无功过补偿的产生
集中补偿，就是集中起来统一补偿，这里的集中是将需要进行无功补偿的全部集中起来，而集中的地点一般是变电站或者配电变压器的馈电汇流母线上。通过这种方式，能够增强配电变压器的供电能力，充分利用设备，发挥设备的作用和价值，降低高压输电线路、变压器以及母线的有功和无功损耗，让电压质量得到提高，利于管理，便于运行和维护[3]。在实际运用过程中，这种集中补偿方式，大多应用于低压中，若将其应用于高压，则需要投入很多的资金和设备。
某工厂厂房现有的变器容量为2500KVA，电力企业为该厂铺设的专用供电线路为10kV，在变压器一次侧设置计量结算点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该工厂经过一个月的运行，变电站显示有61352kVarh的无功电量，有43867kWh的有功电量，在无功电量中，有46380kVarh为运行在第四象限的无功电量，有10972kVarh为运行在第一象限的无功电量。这里将电压当作参考矢量，电流正常时，会在第一象限运行，电路显示为感性，而目前大多电能表都在第四象限运行，这时，对公司的整个电网进行了分析和研究，结果发现，该工厂投入生产运行后，变压器低压侧投入了非常多的补偿电容，功率因数电路呈容性，表明其状态为过补偿，这增多了无功电量，降低了功率因数。
2电容器无功过补偿的危害及防范措施
前面对就地补偿和直接补偿进行了分析，工厂电力系统运行中，若出现无功过补偿，系统将会在第四象限运行，线路呈强容性，并且电流量会大幅度提升，无功电量大大增加，功率因数特别低，线损也将大幅度提高。此外，在进行无功过补偿时，比较容易出现谐振，不利于电网的稳定运行，有一定几率出现无功电量倒送情况，这会让系统电压上升，让电气设备绝缘的老化程度加快，给电网和设备带来较大危害。
面对这些危害，在工厂配电系统中，可以适当的采取一些防范措施，避免无功电容器出现过补偿，进而提升工厂供电系统的功率因数，节约电能，减少损耗。一般情况下采取的措施主要有：定期监测功率因数，并对功率因数进行调整，将其控制在0.9-1范围内，一般可以运用投切补偿装置或调整运行方式等方法来实现功率因数的调整；避免变压器空载运行，减少变压器轻载运行情况，一般情况下，其负载率应控制在0.75左右；面对容性负载时，可以适当添设电感器，减少电容器；面对强感性负载，电容器补偿需要科学合理的投入，空载下的电动机或轻载下的变压器等，需要对其进行综合分析和计算，进而合理的电容器补偿；在实际运用过程中，功率因数高的设备，其感性无功功率消耗相对较低，因此，选用时，应偏向于功率因数高的电气[4]。
结束语
综上所述，本文所列举的工厂，其供电系统运用的是并联电容器来补偿无功功率，这种补偿方式，其构造相对简单，价格相对便宜，会赢得部分企业的青睐。但是，他也有自己的缺点，电容器相对固定，不能根据负荷的变化计算出无功功率需求的变化，不能进行无功功率的动态补偿，在实际运行中，易发生过补偿现象。然而随着电力的发展，人们对无功补偿的要求越来越高，要求无功补偿具有动态性、准确性。面对这一情况，智能无功功率补偿设备诞生了，动态补偿技术也逐步发展和成熟，应用也越来越广泛。在使用前，可以设置一些参数，包括无功补偿的实际容量、投切时间、功率因数等，让其补偿满足用户需求，实现动态补偿，同时，他还能够提升配电系统运行的稳定性和可靠性，提升设备的用电效率，减少线损、设备损耗等，给工厂带来良好的经济效益。
参考文献
[1]史欢，黄晓胜，等.磁控电抗器的动态无功补偿装置[J].中国电力，2015（1）：32~36.
[2]廖文彪.新型无功补偿方式在变电站中的应用研究[D].广东工业大学，2017，5.
[3]常仕亮，黄孝超.电容器过补偿的危害及防范措施[J].计量与测试技术，2016（5）：17~18.
[4]段悦芬.配电系统中智能低压无功补偿技术的研究[J].低压电器，2017（7）：53~55.
论文作者:吴明强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/12
标签：功率因数论文; 电容器论文; 功过论文; 电量论文; 功率论文; 工厂论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第22期论文;