高压并联电容器的无功补偿技术探讨

高压并联电容器的无功补偿技术探讨

祁生智

酒泉钢铁（集团）有限责任公司，甘肃省嘉峪关市 735100

摘要：高压并联电容器属于电力系统当中常见的设备，这种设备对于维护电网节点电压来讲有十分明显的效果，即保障电压在稳定的范围之内工作。显然电网电压是电力企业在电网运行过程中判断工作质量的主要标准，因此将电压控制在标准范围之内才能为电力系统保持正常工作和运行状态提供保障。本文从高压并联电容器相关的内容作为切入点，又分析了高压并联电容器中无功补偿技术应用原理，以及该技术在高压并联电容器当中长期使用能够得到的应用效果，最终还研究了高压并联电容器中使用无功补偿技术时，常见的故障以及相应解决方案，希望为后续我国电网稳定工作提供合理参考。

关键词：高压并联；电容器；无功补偿

我国电力系统随着社会发展速度提升，工作过程中需要承担的负荷越来越高，这就需要无功功率作为补充。电网中的各种元件也会产生无功功率损耗，由此可见电网中电源产生的无功功率必须要满足其他部件工作需求，这样才能维持电力系统当中无功功率的平衡。显然电力系统当中的无功功率平衡程度与电网实际电压之间的关系十分密切，若电力系统无功电源保持充足电力，同时可调容量够大，则可以在高电压水平上维持平衡。为保障电网电压在标准范围之内，则工作人员有必要将无功补偿技术应用到高压并联电容器当中，达到配置发电机之外系统无功电源的效果。

一、高压并联电容器

无功功率属于电力系统运行过程中必然涉及到的物理量，和电力系统中的电压稳定程度有十分密切的联系。一般情况下电力系统的无功功率都比较充足，系统电压的稳定性也很高，但在电力系统面临较大的无功功率缺失的情况时，电力系统就要面临电压崩溃的风险。

我国电力系统中常用的异步电动机通常需要吸收无功功率，这就需要工作人员为整个电力系统配置无功电源，为电力系统当中的无功负荷提供相应功率，若有必要工作人员还需要改善电力系统的无功功率分布情况，这就是高压并联电容器在电力系统当中应用的具体方向。

并联电容器能够根据工作人员实际需要很多电容器进行串并联共同组成，其容量既能够集中使用，又可以分散工作，相互之间也有互补的作用，且具有维护方便和投资少等多项优势，因此在电力系统当中的普及程度很高。在这种情况下，高压并联电容器中的三项电容器的容量如下列公式1所示：

（1）

而其中单个电容器的额定容量则可以用下列公式2表示：

（2）

其中公式1中的m和n分别表示的是电容器串联和并联个数，工作人员可以使用电容器串并联结合的方式展开工作，这样能够明显提升并联电容器的实际工作容量，达到促使并联电容器调压质量的效果。

二、高压并联电容器的无功补偿技术细节

电力系统在日常工作运行的过程中，不仅需要注意保障电力系统的有功功率平衡，还要尽可能保障系统无功功率的平衡。若将高压并联电容器作为无功负荷使用时，高压并联电容器的无功功率计算如公式3所示^[1]：

（3）

若将高压并联电容器作为无功电源使用，则并联电容器无功计算方式如公式4所示：

（4）

已知高压并联电容器能够发出感性无功功率，在电力系统当中电容器并联之后，既可以尽可能减少输电线路当中传输的无功功率，最终达到提升电网节点电压的效果，计算方式如公式5所示：

（5）

若电力系统中使用的是采样并联电容器作为无功补偿方式，则主要的补偿方式就是欠补偿、全补偿等^[2]。常规的无功补偿方式使用的都是采用过补偿。实际并联电容器容量的计算方式如公式6所示：

（6）

我国各变电站当中的无功补偿主要是针对无功容量的需求，需要注意的是在落实相关工作时需要尽可能结合供电电压，以及配电线路特点确定无功补偿的实际容量。无功补偿实际上能够对电网的电压质量起到改善效果，最终提高功率因数，属于当下电网常见的节能措施之一。无功补偿提高功率因数的常见方式就是在高压并联电路当中安装并联电容器，作用于补偿电力系统感性负荷的无功功率工作。

三、高压并联电容器无功补偿技术应用原理

若在电网中安装高压并联电容器等无功补偿设备，就可以弥补的感性负荷消耗掉的无功功率，这样还能够降低电网电源需要的感性负荷.由于无功功率在电网当中流动速度的降低，就可以达到降低电网线路以及变压器由于输送无功功率所产生的电能损耗的效果，这就是无功补偿工作的实际落实原理^[3]。

四、高压并联电容器的无功补偿技术常见故障及解决方式

（一）渗漏油

高压并联电容器很容易由于搬运方式不当导致设备焊接处断裂，在接线的过程中也有可能由于安装力道过大，导致电容器当中的绝缘管套损伤，甚至电容器在制造过程中产生失误和缺陷，都有可能产生渗漏油的情况。在高压并联电容器正式投入电网当中开始使用后，必然会由于日常工作产生温度变化，这会引发电容器的内部压力增加，导致漏油的情况更加严重。且并联电容器长时间运行之后也有可能由于外界环境的腐蚀和影响，产生外壳剥落等情况，这也是导致高压并联电容器产生漏油情况的主要因素。面对此种情况，工作人员应尽可能以预防为主展开工作，简单讲就是定期对电容器进行维护保养，一旦发现有漏油的迹象就要及时处理和修补。

（二）外壳膨胀

高压并联电容器的内部介质很容易在电压的影响下产生游离，这会导致介质分解而挥发出气体。电容器的外壳会阻挡这些气体挥发，导致压力的增加，直观表现就是电容器外壳膨胀。针对此种情况，工作人员需要在发现膨胀迹象的第一时间停止使用该电容器，避免事故扩大，再寻求专业技术人员的帮助及时维修。

结束语：

综上所述，电力系统在运行过程中，节点电压水平以及电力系统当中的无功负荷情况以及无功电源等相关情况息息相关，常见工作方式就是使用无功补偿技术为电力系统提供更稳定的无功功率。

参考文献：

[1]孟垂懿，孙笑雨，宋孚红，刘子森.无功补偿技术在智能电网中的应用[J].电工材料，2021(02):75-77.

[2]崔仁杰.辛置煤矿综采工作面供电系统无功补偿技术应用[J].山西焦煤科技，2021,45(01):14-16+27.

[3]江兴平，吴晓康，王蜀宁，李先进.无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].电子技术与软件工程，2020(24):93-94.

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