无功补偿中遇到的一些问题

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，降低功率损耗和电能损耗，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往往在运行中出现较多问题，主要与补偿装置选用电器元件配置是否合理，电器元件使用是否正确，电网中是否存在谐波干扰以及安装工艺等诸多因素有关。

一、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，补偿控制器上显示不准确。

出现这种情况有两种可能：

1、补偿控制器产生误动误显，主要是由于电网中或负载源产生的谐波所致。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。

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，功率因素应该从滞后值逐步变大为1.00 ，如果再投入电容器则功率因数应该为超前，继续投入超前值变少为正常；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)，反而投入电容器越多滞后值越小。

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。

二、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。

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、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15-30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，而不要选用JL型（过载能力低）或与之同类型的熔芯。

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1.35-2倍。

    例：电压为400V在频率50Hz三相共补电容容量20Kvar的电路中，求每路实际投切电流和保险系数电流。

实际投切电流为：

取1.4倍的保险系数电流应为：

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20-30s为宜。

④.电网中或负载设备产生的谐波将改变电源原有的50-60Hz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，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。如若只更换某一相已熔断熔芯，那么另外两相已受损的熔芯再投入运行，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70C。以上，在这种情况下一定要采取降温措施。

三、切换电容接触器问题

无功补偿装置在投切过程中，切换电容接触器的损坏尤为突出，从主观上讲接触器是易耗品，但从客观上讲也有其他几方面造成切换电容接触器损坏。

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。

2、接触器的损坏与接触器的正确安装有一定关系，特别是接触器的导线连线部位，一定要拉紧不得松动并套上绝缘套管。

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。

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。

5、接触器的自身质量问题也有很大的关系，目前国内切换电容接触器生产厂家很多，型号也不少，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切换电容接触器。

四、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册彻底的损坏。

1、电容器损坏的情况

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、电压长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）

     例：每路电容器的容量为30Kvar，分8路进行补偿，总补偿容量为240Kvar，若投切时间设置为5s时，8路全投上间隔时间不足1分钟（5s*8路=40s）。而一般情况下电容器在失电1分钟内电压降至50V，如若频繁投切便造成了叠加。投切每路电容器顺时次数实际电压应为

380V+(≤50V) +(≤50V) +(≤50V) +(≤50V)+…N次

⑤.谐波对电容器的干扰。

2、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30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.控制器的实际投切时间不易太短，防止形成叠加电压。如果实际补偿容量不足或确定需要频繁投切的话，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。

五、电容器的谐波与谐波过电流问题

由于系统电压中高次谐波的作用，会使电容器产生过电流和过负荷，两者超过的倍数并不一样。同时，某高次谐波电流所造成的电流波形畸变，远比电压波形的畸变严重。对于系统中有谐波源，而且影响到电容器安全运行时，首先应对用户采取相应的有关措施以降低高次谐波分量。高次谐波是电网的公害，对有谐波的电网进行无功功率补偿，应加装串联电抗器使补偿回路对谐波频率阻抗呈感性，从而达到抑制谐波分量的作用，或将电容器、电抗器组成交流滤波器。

六、电容器无功倒送问题

无功倒送是电力系统所不允许的，因为它会增加线路和变压器损耗，加重线路负担。至于采用固定电容器补偿方式的用户，在负荷低谷时，也可能造成无功倒送。固定安装的电容器在选择容量时，为了防止轻负荷时向系统倒送无功，只能按照负荷低谷值来选择补偿容量。用户倒送无功的时间，绝大多数是在电网无功过剩的情况下，这将给电网带来很大的功率负担和额外线损，并对电网造成过电压危害，迫使安装电抗器，以便就近吸收。

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。