电容补偿原理和特点

电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机。其无功补偿的原理是把具有容性功率负荷的装置和感性功率负荷并联在同一电容器上，能量在两种负荷间相互转换。这样，电网中的变压器和输电线路的负荷降低，从而输出有功能力增加。在输出一定有功功率的情况下，供电系统的损耗降低。比较起来电容器是减轻变压器、供电系统和工业配电负荷的最简便、最经济的方法。因此，电容器作为电力系统的无功补偿势在必行。当前，采用并联电容器作为无功补偿装置已经非常普遍。

电力电容器补偿的特点：

1）优点

电力电容器无功补偿装置具有安装方便，安装地点增减方便；有功损耗小(仅为额定容量的0.4 %左右)；建设周期短；投资小；无旋转部件，运行维护简便；个别电容器组损坏，不影响整个电容器组运行等优点。

2）缺点

电力电容器无功补偿装置的缺点有：只能进行有级调节,不能进行平滑调节;通风不良，一旦电容器运行温度高于70℃时，易发生膨胀爆炸；电压特性不好，对短路稳定性差，切除后有残余电荷；无功补偿精度低，易影响补偿效果；补偿电容器的运行管理困难及电容器安全运行的问题未受到重视等。

1）高压分散补偿

高压分散补偿实际就是在单台变压器高压侧安装的，用以改善电源电压质量的无功补偿电容器。其主要用于城市高压配电中。

2）高压集中补偿

高压集中补偿是指将电容器装于变电站或用户降压变电站6 kV～10 kV高压母线的补偿方式；电容器也可装设于用户总配电室低压母线,适用于负荷较集中、离配电母线较近、补偿容量较大的场所，用户本身又有一定的高压负荷时，可减少对电力系统无功的消耗并起到一定的补偿作用。其优点是易于实行自动投切，可合理地提高用户的功率因素，利用率高,投资较少，便于维护，调节方便可避免过补，改善电压质量。但这种补偿方式的补偿经济效益较差。

3）低压分散补偿

低压分散补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量，将单台或多台低压电容器组，分散地安装在用电设备附近，以补偿安装部位前边的所有高低压线路和变压器的无功功率。其优点是用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，可减少配电网和变压器中的无功流动，从而减少有功损耗；可减少线路的导线截面及变压器的容量,占位小。缺点是利用率低、投资大,对变速运行，正反向运行，点动、堵转、反接制动的电机则不适应。

4）低压集中补偿

低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功符合而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。

1）允许运行电流

正常运行时,电容器应在额定电流下运行，最大运行电流不得超过额定电流的1.3倍，三相电流差不超过5 %。

2）允许运行电压

电容器对电压十分敏感，因电容器的损耗与电压平方成正比，过电压会使电容器发热严重，电容器绝缘会加速老化，寿命缩短,甚至电击穿。因此，电容器装置应在额定电压下运行，一般不宜超过额定电压的1.05倍，最高运行电压不宜超过额定电压的1.1倍。当母线超过1.1倍额定电压时，须采取降温措施。

3）谐波问题

由于电容器回路是一个LC电路，对于某些谐波容易产生谐振，易造成高次谐波，使电流增加和电压升高。且谐波的这种电流对电容器非常有害，极容易使电容器击穿引起相间短路。因此，当电容器在正常工作时，在必要时可在电容器上串联适当的感抗值的电抗器，以限制谐波电流。

作者：安科瑞 唐潇倩