低压电容器补偿柜设计

　 1 绪论

　1.1 论文研究背景与意义

　无功补偿装置在50多年的发展历史中经历了从简单到复杂，手动到自动的发展过程。电力系统并联补偿装置可以按照不同的标准进行分类. 从静态到动态，从单一的无功控制到无功电压综合控制。

　国外情况 静止无功补偿装置(Static Compensator)或者SVC-静止无功系统是相对于调相机而言的一种利用电容器和各种类型的电抗器进行无功补偿(可提供可变动的容性或感性无功)的装置, 简称静补装置(静补)或静止补偿器。1967 年,第一批静补装置在英国制成以后, 受到世界各国的广泛重视, 西德、美国、瑞士、瑞典、比利时、苏联等国竟先研制, 大力推广, 使得静止补偿装置比调相机具有更大的竞争力, 广泛用于电力、冶金、化工、铁道、科研等部门, 成为补偿无功、电压调整、提高功率因数、 限制系统过电压, 改善运行条件经济而有效的设备。国际上几个大的电气公司如瑞士的勃朗. 鲍威利公司(BBC),瑞典通用电气公司(AA),美国的通用电气公司(GE)及西屋公司, 日本的富士公司等均发展了不同类型的静补技术。根据提供无功的性质和方式而言,静补装置又分为六种组合方式, 固定电容、固定感性、可变容性、可变感性固定容性+可变感性、可变容性+可变感性, 通常所指的静补装置是指后两种方式。对可变感性又可分为直流励磁饱和电抗器(DCMSR)。相控阀调节电抗器(TCR)(或相控阀高阻抗变压器) 及自饱和电抗器(SR)。高压可控硅元件问世以来,逐步取代了有触点开关,为实现感性或容性无功的连续可控调节提供了简便、可靠、活的技术。

　 国内情况 70年代初武汉钢铁公司1.7cm 轧机工程进口了比利时的直流励磁饱和电抗器和日本的电容器组成的静补装置后, 国内才对可变无功的补偿问题引起了注意。在国内, 补偿无功用的最多的办法是并联电容器。在低压(10kv以下) 供电网络中大量地和在中压(60kv、35kv)配电网络中少量地装设并联电容器组,以满足调压要求,70年代初有人提出用大负荷调压变压器改变并联电容器组端电压, 以调节无功出力的设想,终因调压变压器的操作开关寿命不能保证而未能实现。可变无功的补偿问题越来越受到有关部门的重视, 电力部有关科研、设计、试验单位对静补装置在电力系统中的作用进行了不少试验研究工作。从国外引进的静态补偿为枢纽变电站或大型企业所用的大容量静态补偿, 对于中小型中低压电网或中小型企业所需的无功, 多采用并联电容器组的办法。这同时也产生了许多新的问题,首先其不能迅速连续地进行无功功率的调节, 其次许多电容器在夜间产生了过量的无功,使发电机换相运行,并影响系统经济稳定运行, 因此, 中小企业的功率因数调节也越采越引起重视。

　1.2 补偿柜的工作原理

　用电设备除电阻性负载外，大部分用电设备均属感性用电负载（如日光灯、 HYPERLINK "/byq/" \t "_blank" 变压器、马达等用电设备）这些感应负载，使供电电源电压相位发生改变（即电流滞后于电压），因此电压波动大，无功功率增大，浪费大量电能。当功率因数过低时，以致供电电源输出电流过大而出现超负载现象。电容补偿柜内的电脑电容控制系统可解决以上弊端，它可根据用电负荷的变化，而自动设置。电容组数的投入，进行电流补偿，从而减低大量无功电流，使线路电能损耗降到最低程度，提供一个高素质的电力源。电容补偿技术在工业生产中广泛使用的交流异步电动机，电焊机、电磁铁工频加热器导用点设备都是感性负载。这些感性负载在进行能量转换过程中，使加在其上的电压超前电流一个角度。这个角度的余弦，叫做功率因数。这个电流（既有电阻又有电感的线圈中流过的电流）可分解为与电压相同相位的有功分量和落后于电压90度的无功分量。这个无功分量叫做电感无功电流。与电感无功电流相应的功率叫做电感无功功率。当功率因数很低时，也就是无功功率很大时会有以下危害：增长线路电流使线路损耗增大，浪费电能。因线路电流增大，可使电压降低影响设备使用。对变压器而言，无功功率越大，则供电局所收的每度电电费越贵，当功率因数低于0.7时，供电局可拒绝供电。

　1.3 一般无功补偿装置的设计要求

　对于电压为lOkV及以下、单组容量为1000kvar及以下的无功补偿电容装置的设计要求如下。

　（1）电容器装置载流部分（开关设备及导体等）的长期允许电流，高压不应小于电容器额定电流的1. 35倍，低压不应小于电容器额定电流的1.5倍。

　（2）电容器组应装设放电装置，使电容器组两端的电压从峰值（2倍额定电压）降至50V所需的时间，对高压电容器最长为5min，对低压电容器最长为1min。

　（3）高压电容器组宜接成中性点不接地星形，容量较小时也可接成三角形；低压电容器组应接成三角形。

　（4）高压电容器组应直接与放电装置连接，中间不应设置开关设备或熔断器。低压电容器组和放电设备之间，可设自动接通的接点。

　（5）电容器组应装设单独的控制和保护装置，但为提高单台用电设备功率因数用的电容器组，可与该设备共用控制和保护装置。

　（6）单台电容器应设置专用熔断器作为电容器内部故障保护，熔丝额定电流为电容器额定电流的1.5～2倍。

　（7）当装设电容器装置附近高次谐波含量超过规定允许值时，应在回路中设置抑制谐波的串联电抗器，串联电抗器也可兼作限制合闸涌流的电抗器。

　（8）电容器的额定电压与电力网的标称电压相同时，应将电容器的外壳和支架接地。当电容器的额定电压低于电力网的标称电压时，应将每相电容器的支架绝缘，其绝缘等级应和电力网的标称电压相配合。

　（9）装配式高压电容器组在室内安装时，下层电容器的底部距离地面不应小于

　0. 20m，上层电容器的底部距离地面不宜大于2.50m，电容器装置顶部至屋顶净距不应小于1m，电容器布置不宜超过三层。

　 装配式电容器组当单列布置时，网门与墙距离不应小于1.30m；当双列布置时，网门之间距离不应小于1.50m。

　（10）电容器外壳之间（宽面）的净距不宜小于0.lOm，但成套电容器装置除外。设置在民用主体建筑中的低压电容器应采用非可燃性油浸式电容器或干式电容器。

　2低压电容器补偿柜的总体设计过程

　2.1原理图

　注：交流接触器线圈电压为220V时，采用如上图接线方式。

　 当交流接触器线圈电压为380V时，将P点改接到C相或者B相。

　2.1.1 原理图接线方法

　①控制器电压L2、L3接B相、C相。

　②取样电流端S1、S2必须取自总负荷（总柜）A相电流互感器次级，不得取自电容屏。

　③COM为控制器输出端1~8组内部继电器的公共源，交流接触器KM线圈电压220V。

　2.2 一次接线图

　二次接线图

　2.4 手动控制部分说明

　手动部分由三个按钮控制：

　S1处是自动部分4和6通，使NWK1-G控制器导通。

　S2部分是停止键，没有任何操作。

　S3处是手动部分，可分别让8组电容手动投入。当在13时是7导通；当在15时是7和9导通；当17时是7、9和11导通；当19时是7、9、11和13导通。以此类推，当117时7、9、11、13、15、17、19和21全导通，换言之就是把电容器全部投入，进行补偿操作。

　2.5电流互感器的使用

　2.5.1电流互感器的工作原理

　电流互感器起到变流和电气隔离作用。便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，避免直接测量电流互感器线路的危险。电流互感器是升压(降流)变压器，它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取 HYPERLINK "/view/1289304.htm" \t "_blank" 电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。

　2.5.2 电流互感器的作用

　为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量。但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备，而需要将一次系统的大电流按比例变换成小电流,供给测量仪表和保护装置使用。

　在测量交变电流的大电流时，为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流（我国规定电流互感器的二次额定为5A或1A），另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。所以电流互感器会分为测量用电流互感器和保护用电流互感器；测量用电流互感器的作用是用来计量（计费）和测量运行设备电流的；保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。

　2.5.3电流互感器的使用

　①电流互感器的接线应遵守串联原则：即一次绕阻应与被测电路串联，而二次绕阻则与所有仪表负载串联。

　②按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大。同时，二次侧一端必须接地，以防绝缘一旦损坏时，一次侧高压窜入二次低压侧，造成人身和设备事故。

　③二次侧绝对不允许 HYPERLINK "/view/419868.htm" \t "_blank" 开路，因一旦开路，一次侧电流I1全部成为 HYPERLINK "/view/3822193.htm" \t "_blank" 磁化电流，引起φm和E2骤增，造成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈；同时，磁路过度饱和磁化后，使误差增大。电流互感器在正常工作时，二次侧近似于短路，若突然使其开路，则励磁电动势由数值很小的值骤变为很大的值，铁芯中的磁通呈现严重饱和的平顶波，因此二次侧绕组将在磁通过零时感应出很高的尖顶波，其值可达到数千甚至上万伏，危机工作人员的安全及仪表的绝缘性能。

　另外，一次侧开路使二次侧电压达几百伏，一旦触及将造成触电事故。因此，电流互感器二次侧都备有短路开关，防止一次侧开路。在使用过程中，二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载，然后，再停车处理。一切处理好后方可再用。

　④为了满足测量仪表、继电保护、 HYPERLINK "/view/326674.htm" \t "_blank" 断路器失灵判断和故障滤波等装置的需要，在 HYPERLINK "/view/54769.htm" \t "_blank" 发电机、 HYPERLINK "/view/30130.htm" \t "_blank" 变压器、出线、 HYPERLINK "/view/613246.htm" \t "_blank" 母线分段断路器、母线断路器、旁路断路器等回路中均设2～8个二次绕阻的电流互感器。对于大电流 HYPERLINK "/view/2036567.htm" \t "_blank" 接地系统，一般按三相配置；对于小电流接地系统，依具体要求按二相或三相配置。

　⑤对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不 HYPERLINK "/view/261549.htm" \t "_blank" 保护区来设置。例如：若有两组电流互感器，且位置允许时，应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中。

　⑥为了防止 HYPERLINK "/view/3826115.htm" \t "_blank" 支柱式电流互感器套管闪络造成 HYPERLINK "/view/3822894.htm" \t "_blank" 母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。

　⑦为了减轻发电机内部故障时的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。

　2.6功率因数表的使用

　2.6.1 功率因数表的原理

　采用电动系电表测量机构的单相功率因数表原理见图，其可动部分由两个互相垂直的动圈组成。动圈1与电阻器R串联后接以电源电压U，并和通以负载电流I的固定线圈(静圈)组合，相当于一个 HYPERLINK "/view/3092529.htm" \t "_blank" 功率表，从而使可动部分受到一个与功率UIcosφ和偏转角正弦sinα的乘积成正比的力矩M1,M1=K1UIcosφsinα。K1为系数，cosφ为负载功率因数。动圈2与电感器L（或电容器C）串联后接以电源电压U,并与静圈组合，相当于无功功率表，从而使可动部分受到一个与无功功率UIsinφ和偏转角余弦cosα的乘积成正比的力矩M2,M2=K2Uisinφ；cosα。K2为系数。

　对纯电阻负载，φ＝0°，M2=0，电表可动部分在M1的作用下，指针转到φ＝0°即cosφ＝1的标度处。对纯电容负载，φ=90°，M1=0，电表可动部分在M2的作用下，指针逆时针转到φ＝90°即cosφ＝0（容性）的标度处。对纯电感负载，由于静圈电流I及力矩 M2改变了方向，电表可动部分在M2的作用下，指针顺时针转到φ＝90°即cosφ＝0（感性）的标度处。对一般负载，在力矩M1和M2的作用下，指针转到相应的cosφ值的标度处。应用电动系单相功率因数表可用来测量单相电路的功率因数，也可用来测量中点可接的对称三相电路的功率因数，这时电表的电压端应接相电压。对中点不可接的对称三相电路，可采用三相功率因数表来测量。

　2.6.2功率因数表的正确接法

　图1所示为三相功率因数表表后接线柱情况及接线方法示意。三个电压接线柱分别标有UA、UB、UC、两个电流接线柱务标有IA，意思是功率因数表所取电流应与左边电压接线柱所接电压同相。并且与负荷电流同方向的电流互感器二次电流应以标有*号的接线柱流入，从另一个接线柱流出。左边电压接线柱也标有*号，也是说明此电压应与电流同相。

　图2是一个低压母线示意简图。准备在电容柜上安装一只三相功率因数表，由于安装位置有限，为功率因数表取电流的电流互感器安装在中相。

　由于电流互感器安装在中相（绿相），则电压接线柱左边那个应接绿色相电压。然后以绿色相为UA，用相序表测定黄、绿、红三相电压的相序，结果是绿一黄一红为正相序。图2中括号所标的UA、UB、UC即为相序表测定的结果．则在中间的电压接线柱应接黄相电压．右边的电压接线应接红色相电压。电压线接好后，再看电流线怎样连接。由于电流直感器的极性标注法是减极性的，即一次电流从L1端流人互感器，则互感器的二次电流从K1端流出，所以就应把电流互感器的K1端与功率因数表的标有*号的电流接线往相连，K2端与另一电流接线柱相连。这样就相当于负荷电流流入了标有*号的电流接线柱（如图2中箭头方向所示）。虽然功率因数表装在电容柜上，但它反映的是低压总母线上的功率因数，故电流互感器应安装在总母线上。

　 U

　UA

　UB

　UC

　IA

　电流

　 表

　图1

　*

　*

　 图 2

　cos

　cos表

　2.7控制器NWK1-G 的介绍

　2.7.1 NWK1-G低压控制器概述

　NWK1-G智能型低压无功补偿控制器与低压并联电容屏装置配套，适用于额定电压380V、交流50Hz的配电系统中，控制并联电容器自动投切，改善电压质量，减少电能损失。该产品一次性通过电力工业无功补偿成套装置质量检验测试中心的型式试验，主要性能指标达到国内先进水平，该产品操作简单，经济实用。

　2.7.2 NWK1-G低压控制器的特点

　①本产品均采用国际最先进的微处理器进行智能测量与扩展。

　② 控制器显示功率因素，可进行投切延时时间，投入门限，过压保护门限，投切回路数等参数设置以及运行状态显示。

　③ 自判别功能，取样电流无极性。

　④ 抗干扰能力强，能抵御来自外围共模2500V，差模1000V，频率为100KHz的单脉冲干扰及脉冲群干扰。

　⑤ 具备过电压加速保护功能，过电压时能自动快速逐级切除已投入的电容器组。

　⑥ 具备网络无负荷闭锁功能，参数设置方便，减少了投切振荡现象。

　⑦ 手动运行与自动运行方式切换功能。

　2.8主要参数的计算

　I=S/(1.732*0.38*8）=80/(1.732*0.38*8）=15.19A

　 I（总）=15.19=121.52A

　2.9制定电气元件目录表

　表1 电器元件目录表

　序号

　序号

　符号

　名称

　型号规格

　数量

　 QS 隔离开关 QSA-200/3 3

　TAU~TAW 电流互感器 BH-0.66 3

　 F 低压型避雷器 FYS-0.22 3

　QF1~QF8 断路器 DZ47-32 /3 8

　1C~8C 电容器 MKPZ 8

　FU1~FU7 熔断器 RT18-32X 7

　1KM1~1KM8 接触器 CJ19-32 8

　HR1~HR8 显示灯 AD16 8

　NWK1-G 控制器 NWK1-G 1

　10 COS 功率因数表 PZ72L-E 1

　11 PA1~PA2 电流表 85L17 3

　3补偿柜的控制面板图

　4电容器连接方式为出发点的补偿装置分类

　（1） 三相电容器同时投切型补偿装置。这类补偿装置中使用三相电力电容器，通过检测某一相的电流来进行计算并控制电容器的投入数量来达到补偿目的。由于电容器对三相提供的无功电流相等，因此这类补偿装置只适用于三相电流基本平衡的负荷情况。当负荷的三相电流不平衡时，不能够使三相均得到良好的补偿，可能有某一相过补偿，有某一相欠补偿。?此类补偿装置由于结构简单价格低廉而用量最大。

　（2） 单相电容器分相投切型补偿装置。这类补偿装置中使用单相电力电容器，通过检测三相电流来进行分别计算并控制各相电容器的投入数量来达到补偿目的，相当于3台单相补偿装置。这类补偿装置可以使各相的无功电流均获得良好的补偿，但是对不平衡有功电流无能为力。用于三相电流不平衡的负荷情况时，比三相电容器同时投切型补偿装置的效果好。此类补偿装置由于结构比较复杂，价格较高，使用量较少。

　（3） 调整不平衡电流型补偿装置。这类装置中使用单相电力电容器，通过检测三相电流来进行综合计算并控制各相电容器的投入方式和数量来达到补偿和调整不平衡电流的目的。与分相补偿装置不同的是，这类补偿装置利用了在相间跨接的电容器可以在相间转移有功电流的原理，通过在各相与相之间及各相与零线之间接入不同数量电容器的方法，不但可以使各相的无功电流均获得良好的补偿，还可以将三相间的不平衡有功电流调整至平衡。这类补偿装置用于三相电流不平衡的负荷情况时，具有无与伦比的使用效果。此类补偿装置结构比较复杂，价格略高，由于是新技术所以使用量较少，但是必然会替代单相电容器分相投切型补偿装置。

　5 补偿电容器的维护

　补偿电容器的安全运行及故障处理补偿电容器是变电所及用户电器设备的主要部件， 主要作用是补偿电力系统的无功功率， 提高系统的功率因数，改善电源品质，减少线路的无功损耗，提高电网输送电能力，保证发电 机的出力和设备的运行能力。由于电网的负荷变化较大，使电容器在运行过程中频繁投切， 使用环境条件波动较大， 因此，在电力补偿电容器的运行过程中对电力补偿电容器的日常运行维护工作非常重要。

　电力补偿电容器的安全运行条件额定电压电力补偿电容器的额定电压是在电容器的设计制造时确定的正常运行电压，一般电器装置的额定电压是按拟接入的电力系统的额定电压考虑的。运行中的电容器组可允许在超过额定电压的5%的情况下使用；允许在1.1 倍额定电压下短期使用,不准长时间过电压下运行，否则将造成严重的过负荷，引起电容器过热，壳体膨胀，这是不允许的。额定电流电容器允许其在额定电流下长期运行，最高不允许在超过1.3倍额定电流下运行。额定频率电容器的额定频率必须与电网的工作频率一致，如果这两个频率不一致，将使电容器运行电流与额定电流不一致，因为电容器的容抗与频率成反比。电流过小则功率不足，电流过大则电容器超负荷，这都是不允许的。允许温升电容器的周围环境温度应按制造厂规定的数值进行控制，一般规定为-40--+40 OC，电容器的允许温升应参照制造厂的规定，一般不超过+15--+20OC，电容器芯子的最高温升不得超过30OC，如以周围的空气温度最高+40OC为基准，则电容器的内部最高温度一般不超过+70OC,并联电容器外壳的最高温度一般不超过50--55OC，这与电容器浸渍的绝缘介质有关。电容器组运行时，三相电流的不平衡不能超过额定电流的5%。电容器的安全使用及维护对运行中的电容器组应定期进行外观检查，外观应完好无损，无变形、无膨胀现象；如发现壳体膨胀、内部有响声和漏油，应立即停止使用，以免爆炸。室内的温度应符合电容器的运行要求，运行过程必须作好室内温度的测量并作好记录。运行过程的电容器的电压、电流和频率等参数，应符合电容器的要求，不得长时间过压、过流运行。电容器组的三相工作电流应尽量平衡。电流可允许在不超过1.3倍额定电流下运行，当超过1.3倍额定电流时应退出电容器并及时查明原因。一般应每三个月对电容器组的外表面、套管表面及周围铁架上的灰尘清扫干净。必须定期对电容器组上的接触点进行仔细检查，如发现松动应及时修复；套管及支持绝缘 子应无裂纹及放电迹象。一般每月对电容器的熔体进行一次检查，如发现烧坏，应立即更换，熔体的规格根据电容器的额定电流大小确定；如果发现某个熔断体经常熔断，应重点检查与其连接的电容器并及时处理。当电容器组的断路器自动跳闸时，应及时查明原因，未查明原因之前不得重新合闸。如发现运行的电容器有漏油现象应立即停电处理，轻微漏油的可降低负荷和室内温度并用粘接剂进行修补，修补后的电容器可继续但不能长期使用，漏油严重的要及时更换。

　6电容器的常见故障处理

　电容器过电流电容器在额定电流下运行，由于运行电压的升高和电流波形的畸变会引起电容器的电流过大。当电流超过额定电流的1.3倍时，应及时将电容器退出，以免因电流过大而造成电容器烧坏。电容器过电流电容器在额定电流下运行，由于运行电压的升高和电流波形的畸变会引起电容器的电流过大。当电流超过额定电流的1.3倍时，应及时将电容器退出，以免因电流过大而造成电容器烧坏。电容器断路器保护动作跳闸 当电容器断路器保护动作跳闸后，不得强行送电，应先作如下检查：电容器有无爆炸、破裂、外壳膨胀、喷油，熔断体是否熔断、电容器接头是否有过热迹象，并对电压互感器、连接电缆等进行详细检查，分析判断故障性质分别进行处理，待故障排除确认正常后方可投入运行。如果故障是由于外部故障造成的电网电压波动而使断路器跳闸的，应经15分钟后方允许进行试合闸。电容器漏油电容器出现漏油，如果是轻微漏油，可用粘胶剂进行修补并同时减轻负荷或降低环境温度，但是不能长时间继续运行。电容器是一个密封体，如果密封不严，空气、水分和杂质会渗入其中而使其绝缘性能下降，甚至导致绝缘击穿。所以，如果发现电容器漏油严重时应及时将其退出运行。电容器壳体膨胀电容器的绝缘介质是油性有机物质，在电容器运行过程中温度逐渐升高，箱体随之热胀冷缩本是一种正常现象，但当箱体密封受损空气、水分、杂质的侵入而使绝缘性能下降内部放电或击穿时，内部产生大量气体使箱体鼓起变形而膨胀。造成箱体膨胀的主要原因有：运行时过电压、过电流、操作过电压、室温过高、电容器本身质量问题等。当出现电容器壳体膨胀时应及时退出运行并查明原因排除故障。电容器出现下列情况之一的，应作停用处理：电容器外壳严重膨胀有爆炸可能的、漏油严重以及运行时内部有响声的、电容器接头有过 热迹象的、套管破裂并有闪络放电现象的、运行时造成三相不平衡超过 5%以上的电容器操作时应注意事项电容器的分、合闸操作应严格按规范进行；电容器带有残余电荷的情况下禁止合闸；对电容器进行清扫时应在母线上连接地线，如果熔断器烧坏的应在电容器的接头上连接地线，以放掉电容器中的残余电荷；电力补偿电容器在运行过程中应严格执行安全运行规范，加强值班巡视和检查，作好运行记录，发现故障及时处理。

　7 补偿容量的选择

　众所周知，从以下的功率三角形的矢量图可知要使功率因数由cos1提高到cos2就必须装置补偿电容器的容量为：

　Qc-Q1-Q2=p（tg1-tg2）

　式中：Qc-设置电容器补偿容量，KVAR；P-总有功计算负荷，KW；tg1、tg2对应于补偿前、后cos1、cos2正切值，也可以通过三角函数表查了cos及tg的对应值。

　从上述计算分析可知，电容器的无功补偿容量与用电设备的负荷性质、负荷（有功、无功）大小有关，并通过计算求得，而与变压器的容量大小并无任何关系。

　设你的负载为A(KW)，

　补偿前的功率因数为cosa1(a1可以通过反三角函数求出），那么你的无功功率则为：B1=tana1 * A

　设补偿后的功率因数为cosa2(a2可以通过反三角函数求出），那么你的无功功率则为：B2=tana2 * A

　补偿电容的容量为：B1 - B2 (Kvar)

　例：如将功率因数从0.9提高到1.0所需的补偿容量，与将功率因数从0.8提高到0.9所需的补偿容量相比哪个更多些？

　按照配置无功补偿的计算公式：

　 Qc=P(tga1－tga2)

　其中：Qc，是需要补偿的电容器容量值，单位：Kvar

　 P，是系统有功功率，此处可以看作一个确定的有功功率值，单位：Kw

　 tga1,是补偿前功率因数Cosa1 的相角的正切。

　 tga2,是补偿后功率因数Cosa2 的相角的正切。

　对于从0.9提高到1.0，

　用三角函数公式计算得：tga1=0.48， tga2=0.00

　带入前面公式：

　 Qc＝P*（0.0.48－0.00）=0.48P(Kvar)

　对于从0.8提高到0.9，

　用三角函数公式计算得：tg a1=0.75， tg a2=0.48

　带入前面公式：

　 Qc＝P*（0.75－0.48）=0.27P(Kvar)

　所以：0.9提高到1.0的更多些。

　 这说明，当功率因数较低的时候，提高功率因数的代价，比原本功率因数高的时候，来的更容易。

　为了日常工作方便，通常把上述计算中的(tga1－tga2)称为：每千瓦有功，从a1补偿到a2所需要的补偿量。并编制成表格备查，以减少三角计算。

　8结论

　经过几个月的努力圆满地完成了这次的毕业设计，本次设计内容让我受益匪浅。

　我的课程设计题目是《低压电容器补偿柜设计》，我们知道无功功率是影响电力系统电压稳定的重要因素，无功功率在电网中传输会加大网络损耗，降低电能利用率，影响供电质量。因此在线路的适当位置对电网进行无功补偿是保证系统高效可靠运行的有效措施之一。

　设计前期，大量资料的搜索和阅读，对补偿柜有一个初步的了解。通过查阅这些资料，我对要设计的电容柜元器件也有了了解。但是我们学习的都是课本上的知识，不能得心应手，必须反复看，多次询问老师。把理论与实践结合起来解决我们遇到的问题，只有这样我们才能不断的发现问题解决问题。

　本次课程设计遇到的最大问题是接线图的绘制，我采用的是CAD作图，无形中让我对CAD知识也有了进一步的认识。各个元器件的选型，要根据设计的电流选择相应的器件型号。从查到的资料里，可以了解到元器件的实体是什么样子，对元器件也能有个直观的认识和了解。本次设计经过一步一步的完善，老师的耐心解释和教导，克服各种难题后逐渐成型。看到自己的作品呈现在自己面前心中充满喜悦之情。

　课程设计给了我直观了解电气设计的具体一面，让我掌握了无功补偿的原理，应用。使我把课堂教学的内容应用到实践中，从实践中获得更多相关知识内容。

　9 参考文献

　[1] 黄哗；无功补偿原理及应用分析；矿山机械；2001（11）

　 [2] 戴晓亮；无功补偿技术在配电网中的应用[J]；电网技术；1999年06期

　 [3] 王正风，徐先勇；浅谈电力系统的武功优化和无功补偿[J]；电力电容器；2002年03期

　 [4] 牛迎水，李国立，冯政协，宁四明，李广业；城市配电网中低压无功补偿的设施[J]；电测与仪表；2000年05期

　[5] 郑传荣；自动控制补偿电容器柜的工作原理及应用；农业科技与装备；2009（3）

　[6] 裘永卫；低压无功补偿配置方案；江苏电器；2004（98）

　[7] 赖艳龙；浅谈电力系统中的无功功率补偿；价值工程；2010、29（13）

　[8] 刘介才；工厂供电设计指导[M]；北京：机械工业出版社

　[9] 江文，许慧中；供配电技术[M]；北京：机械工业出版社

　[10] 魏保民；电容补偿柜的工作及维护；通信电源技术；2001年9月第3期

　[11] 杨小菊；无功补偿自动投切装置的研究[J]；化纤与纺织技术；2004（3）

　[12] 江钧祥，蔡富强，蔡金存等；低压电容无功补偿装置不宜频繁头切[C]；电力电容器学会论文集；2003

　[13] 路锡恩；低压无功电容补偿柜的维护管理；企业科技与发展；2009（12）

　[14] 赵新卫；低压补偿柜主回路接线方案运行情况分析；电力电容器与无功补偿；2010，31（6）

　[15] 靳龙章，丁旒山；电网无功补偿实用技术[M]；北京：中国水利水电出版社；1993

　[16] 陈维贤；内部过电压基础[M]；北京：电力工业出版社；1988

　[17] 沈晓东；电力电容器在运行中应注意的问题；中国科技博览；2009（06）

　[18] 兰建国；电容补偿原理及常见问题分析；科技与生活；2010（9）

　[19] 佘东成；一种智能高压节点电补偿柜的研发；能源研究与管理；1010（2）

　[20] 郑传荣；自动控制补偿电容柜的工作原理及应用；农业科技与装备；2009（6）

　10 致谢

　本论文的完成过程中，老师多次帮助我分析思路，开拓视角，在我遇到困难的时候给予我最大的支持和鼓励。严谨求实的治学态度，踏实坚韧的工作精神，将使我终生受益。

　在这里，感谢大学几年来，电气专业的各位老师对我学习上的帮助和生活上的关怀，正是您们的辛勤工作，才使我得以顺利地完成学业，取得学位。浓浓师恩，终生不忘。

　感谢在大学期间给我传授诸多专业知识的各位老师给予我的指导和帮助！

　感谢在自习室里同我一起写论文的同学，感谢各位同学在这期间给予我的关心和帮助！

　感谢和我一起生活的室友，是你们让我们的寝室充满欢笑与温馨。友情的无私为我们的大学时光重重地写下了无悔。

　11 附录