低压电容器(6篇)
低压电容器篇1
【关键词】调容变压器节能效益发展
[Abstract]transformerisoneofthemainequipmentofpowersystem,theruralpowergridinChinahasthecharacteristicsofloaddistribution,seasonal,averageloadrateislow,therationaluseofdistributiontransformerinruralpowerlossmanagementplaysandimportantrole.Thispaperexpoundsthecharacteristicsofvarioustypesoftransformer,focusesonthecapacityregulatingtransformerstructure,principleandcreatingeconomicbenefits,wideapplicationandswitchcapacitytransformerinruralpowergridinthefutureispredictedandanalyzed.
[keyword]capacityregulatingenergysavingtransformerdevelopment
中图分类号：TM423文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1前言
变压器是一种改变电压、传输电能的静止感应电器，目前配电变压器在农网运行中数量较多，变压器的损耗在配电线路线损管理中占较大比例，一直以来国家投入大量资金淘汰了S7、S8及其他型号的高耗能配电变压器，而在农网改造工程中大量使用S9、S11型配电变压器，近期农网升级改造中非晶合金配电变压器也在逐步投入运行，在农网建设与改造中所选用的变压器都是符合农网的负荷特点，进一步降低变压器的空载损耗和空载电流，使农网配电线路的线损管理得到了明显的改善。随着国家经济与科技的不断发展，农村大量农民工进城务工，造成夏、冬高峰与春、秋季节性负荷差异，且配变的平均负荷与高峰负荷同样存在较大的差别，导致大多数农网配电变压器在正常时轻载，在负荷高峰时重载或过载的异常现象，从而使农网配电变压器仍然存在较严重的电力资源浪费。
2变压器损耗的特征
P0——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；
磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。
涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。
Pk——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；（并用标准线圈温度换算值来表示）。
负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。
变压器的全损耗ΔP=P0+Pk
变压器的损耗比=Pk/P0
变压器的效率=PZ/（PZ+ΔP），以百分比表示；其中PZ为变压器二次侧输出功率。
3与节能变压器性能对比
S11系列低损耗配电变压器是新型节能变压器，与S9系列低损耗变压器相比，每台配电变压器年损耗平均低10.85%，每千伏安平均降低2.16元。由于S11配变使用的卷铁芯，在线圈绕制时其导线的紧力受到制约，使线圈的加工较困难，特别是大容量的配变。
除了传统铁芯钢材制作的变压器之外，最近几年还生产出一种以全新电工钢材——非晶态钢铁芯制成的配电变压器，它的空载损耗只有传统钢材铁芯变压器的1/10。由于这种非晶态钢在加工上很困难，且特别容易破碎，因此变压器造价较普通变压器高许多，限制了此类配变的推广、应用领域。
调容变压器是一种具有大小两个容量，并可根据负荷大小，利用专门的调容开关来变换绕组的连接方式，从而进行无励磁调整运行状态，能够改变用电中变压器长时间处于轻载运行状态的不合理现象，无论从经济上、性能上还是操作上，都明显优于“母子变压器”交替使用的方法，对于农网中用电、季节性明显的状况有较好地适用性。
4调容变压器
目前在国内小容量无载调容变压器技术已经成熟，运行稳定可靠，有较好地推广环境。
4.1工作原理
调容变压器采用了两种连接组别号，大容量时为D，yn11，而小容量时为Y，yn0.如果大容量调为小容量，高压绕组连接方式由接改变为Y接，相电压就相应地为大容量时的1/√3，低压侧输出电压也就会同倍数降低。为稳定输出电压，调容配电变压器的绕组采用特殊的连接方式，高压绕组在大小容量时匝数不变，仅改变其连接方式，而低压绕组不改变其连接方式，将其总匝数分为73%和27%两部分，并把73%部分设计为两股并联绕制，每股导线的截面积约为27%部分导线总截面积的一半。在大容量时，并联的73%部分与另外的27%的线匝串联起来（视为100%）运行；在小容量时，并联的73%部分转为串联，再与另外和27%的线匝串联起来（视为173%）运行，这样低压绕组的匝数就增为原来（大容量时）的1.73（约为√3）倍，使低压侧电压同倍数增加，抵消了高压绕组由接改变为Y接时，相电压降为1/√3倍的因素，使输出电压保持稳定不变。
高压绕组连接方式的改变、低压绕组并、串联的转换以及各分接部分的调整均由特制的无励磁调容开关完成。同时大容量调为小容量时，由于低压匝数的增加，铁芯磁通密度大幅度降低，而使硅钢片单位损耗变小，空载损耗和空载电流也就降低了，达到降损节能的目的。
4.2调容变压器的特点
4.2.1安装造价
调容变压器与同容量“母子变压器”的价格相差无几，但在安装使用过程中，减少综合配电箱一台、电能计量箱一台、配变台架一套、跌落式熔断器、避雷器各一组、及设备金具及接地金具套，大大减少了工程项目投资。
4.2.2节能效果
以200kVA配电变压器为例，每天运行24小时，一年运行按360天计算，因空载损耗在配变运行时长期存在，年空载损耗时间为8640小时，根据负载损耗是与电流的平方成正比的规律，则实际负载损耗额定负载损耗的1/4，则等效满载小时数为360×24×1/4=2160小时。
根据以下公式可得出普通配电变压器的年损耗值，即：
P1=8640×〔P0+（0.05×I0×Sn）/100〕+2160×〔Pk+（0.05×Uk×Sn）/100〕
其中：P0——变压器空载损耗（kW）
Pk——变压器负载损耗（kW）
I0——变压器空载电流百分数
Uk——变压器短路阻抗百分数
Sn——变压器额定容量
以额定容量为200kVA普通配电变压器为例，则：
单台S9型普通配电变压器年损耗为：
P1=8640×〔0.48+（0.05×1.5×200）/100〕+2160×〔2.73+（0.05×4×200）/100〕
=12204kW·h
单台S11型普通配电变压器年损耗为：
P1=8640×〔0.34+（0.05×1.5×200）/100〕+2160×〔2.73+（0.05×4×200）/100〕
=10994kW·h
单台SH15型非晶合金配电变压器年损耗为：
P1=8640×〔0.12+（0.05×0.7×200）/100〕+2160×〔2.73+（0.05×4×200）/100〕
=8402kW·h
而采用调容变压器，每天在小容量运行16个小时，在大容量运行8个小时计算，则单台200（63）kVA调容变压器年损耗为：
P2=｛8640×〔0.34+（0.05×1.5×200）/100〕+2160×〔2.73+（0.05×4×200）/100〕｝×8/24+｛8640×〔0.15+（0.05×0.7×63）/100〕+2160×〔1.04+（0.05×4×63）/100〕｝×16/24
=6335kW·h
附表：各型号配变参数及年损耗统计表
从上表可见：单台200kVA调容变压器较S9型配变年节能5869kW·h，年节约资金3286元（按照明电价0.56元/kW·h）；较S11型配变年节能4660kW·h，年节约资金2609元；较SH15型非晶合金配变年节能2068kW·h，年节约资金1461元。
低压电容器篇2
关键词：网改建设；10kv配电变压器；选用及安装
随着我国经济的快速发展，电力网络的建设也上了一个新台阶，作为电网重要组成元件之一的变压器，其数量也在激增。变压器的安装是一个工序相当复杂和重要的过程，安装质量的好坏直接影响到变压器的安全稳定运行，因此，如何合理选择配电变压器和正确安装，也是农网改造设计与施工中需要重点解决的问题。本人根据参加农网改造的实践和参考有关电力技术规程，对变压器的安装提出以下几点看法，以供参考。
一、10kv配电变压器台区的定位
农村配电变压器的台区应按“小容量，密布点，短半径”的原则来建设改造。变压器应尽可能安装在负荷中心或重要负荷附近，同时还应尽量避开车辆、行人较多的场所，且便于更换和检修设备的地方。最佳位置是指能使该台区内低压电网的线损、低压线路的投资和消耗的材料最少的位置。位置选择前应对现有的和未来10年内的负荷情况进行全面深入细致的调查和预测，使配电变压器安装位置居于负荷中心。从而使低压供电线路投资最省，电压降最小，低压线路损耗小。这与供电单位本身的经济效益和减轻农民负担密切相关。改造后的低压台区供电半径一般不大于300m，这样，既减少了线路损耗，又提高了电压质量。
总之，配电变压器安装位置的选择，关系到保证低压电压质量、减少线损、安全运行、降低工程投资、施工方便及不影响市容等。应从实际出发，全面考虑。
二、10kv配电变压器型号的选择
网改前，大部分采用高损耗sj系列的变压器供电，损耗比重大。近年来，国家新开发的新型节能型变压器有s8和s9及s11三大类。
s9系列配电变压器的设计以增加有效材料用量来实现降低损耗，主要是增加铁心截面积以降低磁通密度，高低压绕组均使用铜导线，并加大导线截面，降低绕组电流密度，从而降低空载损耗和负载损耗。
s9与s7系列变压器相比，空载损耗平均降低10％，负载损耗平均降低25％。而s11系列变压器是在s9系列的基础上改进结构设计，选用超薄型硅钢片，进一步降低空载损耗而开发出来的，目前s11系列变压器的空载损耗比s9系列降低了30％，但投资相对比较高。因此，从性价比来考虑，新建或改造变压器时，一般应选择使用s9型低损耗变压器，原来高损耗配电变压器已全部淘汰，s7型系列配电变压器也被更换。
三、10kv配电变压器容量的选择
过去，在选择配电变压器时，由于缺乏科学分析计算，“大马拉小车”现象普遍存在，只依据用电户数大概来选择变压器容量，没科学依据，没考虑到如果选择容量过大，会出现“大马拉小车”的现象，这不仅会增加一次性投资，并且增加了空载损耗。如果选择容量太小，会引起变压器超负荷运行，过载损耗增加，最终导致烧毁变压器。为此，在选择配电变压器容量时，应按实际负荷及5～10年电力发展计划来选定，一般按变压器容量的45％～70％来选择。另外，考虑到农村有其自身的用电特点，受季节性、时间性强及用电负荷波动大的影响。有条件的村庄可采用母子变压器或调容变压器供电，以满足不同季节、不同时间的需求。
四、10kv配电变压器台架的安装
10kv配电网中杆架变压器的安装，最大容量一般控制在400kva及以下，两杆的中心间距为2.5m，变压器在杆上倾斜不大于20mm，配电变压器台架用两根[12×3000]的槽钢固定于两电杆上，台架距地面不低于3m，台架水平倾斜不应大于台架长度的1/100。变压器脚底与台架用4根螺丝上紧，同时变压器的高、低压柱头要加装防尘罩，变压器要悬挂警告牌。另外安装铁件均需镀锌，并且100kva以上的变压器要安装一台隔离开关。
五、跌落式熔断器的安装
配电变压器的高、低压侧均应装设熔断器。高压侧熔断器的底部对地面的垂直距离不低于4.5m，各相熔断器的水平距离不小于0.5m，为了便于操作和熔丝熔断后熔丝管能顺利地跌落下来，跌落式熔断器的轴线应与垂直线成15％～30％角。低压侧熔断器的底部对地面的垂直距离不低于3.5m，各相熔断器的水平距离不小于0.2m。
跌落式熔断器开关熔丝的选择按“配电变压器内部或高、低压出线管发生短路时能迅速熔断”的原则来进行选择，熔丝的熔断时间必须小于或等于0.1s。配电变压器容量在100kva以下者，高压侧熔丝额定电流按变压器容量额定电流的2～3倍选择；容量在100kvh以上者，高压熔丝额定电流按变压器容量额定电流的1.5～2倍选择。变压器低压侧熔丝按低压侧额定电流选择。
六、低压jp柜的安装
由于低压jp柜集配电、计量、保护(过载、短路、漏电、防雷)、电容无功补偿于一体，给安全用电提供了保障。所以农网改造以来，大量的jp柜被用于iokv配电台区中，其选择与安装要求如下：
(一)jp柜的容量必须与变压器的容量相匹配。
(二)安装在杆架变压器下部角钢(2l70*7*3000)支架上的jp柜，必须安装牢固，水平倾斜小于支架长度的1/100。
(三)引线连接良好、并留有防水弯。
(四)绝缘子良好外观整洁干净、无渗漏。
(五)分合闸动作正确可靠无卡涩、指示清晰。
(六)低压电缆进、出线安装可靠。并且能防止小动物进出，造成柜内短路。
(七)低压绝缘引线安装可靠。
(八)jp柜柜门一定要关严，防止雨水进入柜内造成电气短路，或绝缘击穿对地漏电。
七、避雷器的安装
运行经验证明：影响配电变压器安全运行的外界危险大部分来自雷电事故。因此，变压器应装设防雷装置。选用无间隙合成绝缘外套金属氧化物避雷器代替原有的阀式瓷外套避雷器，其工频电压耐受能力强，密封性好，保护特性稳定。
高压侧避雷器应安装在高压熔断器与变压器之间，并尽量靠近变压器，但必须保持距变压器端盖0.5m以上，这样不仅减少雷击时引下线电感对配变的影响，且又可以避免整条线路停电进行避雷器维护检修，还可以防止避雷器爆炸损坏变压器瓷套管等。另外，为了防止低压反变换波和低压侧雷电波侵入，应在低压侧配电箱内装设低压避雷器，从而起到保护配电变压器及其总计量装置的作用。避雷器间应用截面不少于25mm2的多股铜蕊塑料线连接在一起。为避免雷电流在接地电阻上的压降与避雷器的残压叠加在一起，作用在变压器绝缘上，应将避雷器的接地端、变压器的外壳及低压侧中性点用截面不少于25mm2的多股铜蕊塑料线连接在一起，再与接地装置引上线相连接。
八、接地装置
目前农网改造中，农村小容量变压器布点多，雷雨季节10kv配电变压器经常遭受雷击，如果接地电阻过大，达不到规程规定值，雷电流不能迅速泄入大地，造成避雷器自身残压过高，或在接地电阻上产生很高的电压降，引起变压器烧毁事故。因此，接地装置的接地电阻必须符合规程规定值。对10kv配电变压器：容量在100kv.a及以下，其接地电阻不应大于10q；容量在100kvh以上，其接地电阻不应大于4q。接地装置施工完毕应进行接地电阻测试，合格后方可回填土。同时，变压器外套必须良好接地，外壳接地运用螺栓拧紧，不可用焊接直接焊牢，以便检修。
接地装置的地下部分由水平接地体和垂直接地体组成，水平接地体一般采用4根长度为5m的40mm×4mm的扁钢，垂直接地体采用5根长度为2.5m的50mm×50mm×5mm的角钢分别与水平接地每隔5m焊接。
水平接地体在土壤中埋设深为0.6～0.8m，垂直接地体则是在水平接地体基础上打入地里的。接地引上线采用40mm×4mm扁钢，为了检测方便和用电安全，用于柱上式安装的变压器，引上线连接点应设在变压器底下的槽钢位置。
九、变压器台区引落线
新建和改造配电变压器的引落线均应采用多股绝缘线，其截面应按变压器的额定容量选择，但高压侧引落线铜芯不应小于16mm2，铝芯不应小于25mm2，杜绝使用单股导线及不合格导线。同时应考虑引落线对周围建筑物的安全距离。
低压电容器篇3
关键词:电力电容器无功补偿;安全运行
abstract:thisarticlemainlyfrompowercapacitor’scompensationprinciple,thecompensationcharacteristic,theidleworkcompensationway,thecapacitorcompensationcapacity’scomputationandcapacitorsafeoperationtheseaspectscarriesontheelaboration.
keywords:powercapacitoridleworkcompensation;safeoperation
随着国民经济的发展,用电负荷的增加,必然要求电网系统利用率的提高。但由于接入电网的用电设备绝大多数是电感性负荷,自然功率因素低,影响发电机的输出功率;降低有功功率的输出;影响变电、输电的供电能力;降低有功功率的容量;增加电力系统的电能损耗;增加输电线路的电压降等。因此,连接到电网中的大多数电器不仅需要有功功率,还需要一定的无功功率。无功,简单的说就是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。电机和变压器中的磁场靠无功电流维持,输电线中的电感也消耗无功,电抗器、荧光灯等所有感性电路全部需要一定的无功功率。为减少电力输送中的损耗,提高电力输送的容量和质量,必须进行无功功率的补偿。
目前,在110kv及以下的电网中,常安装电力电容器组来进行无功功率补偿,这是一种实用、经济的方法。而采用无功补偿,具有减少设计容量;减少投资;增加电网中有功功率的输送比例,降低线损,改善电压质量,稳定设备运行;可提高低压电网和用电设备的功率因素,降低电能损耗和节能;减少用户电费支出;可满足电力系统对无功补偿的检测要求,消除因为功率因素过低而产生的罚款等优点。
1电力电容器的补偿原理
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。
2电力电容器补偿的特点
2.1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。
2.2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。
3无功补偿方式
3.1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。
3.2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6kv～10kv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。
3.3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。
3.4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。
4电容器补偿容量的计算
无功补偿容量宜按无功功率曲线或无功补偿计算方法确定,其计算公式如下:
qc=p(tgφ1-tgφ2)或是qc=pqc(1)
式中:qc:补偿电容器容量;
p:负荷有功功率;
cosφ1:补偿前负荷功率因数;
cosφ2:补偿后负荷功率因数;
qc:无功功率补偿率,kvar/kw(见表1)。
表1
5电力电容器的安全运行
5.1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%。
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。
5.3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。
5.4继电保护问题
继电保护主要由继电保护成套装置实现,目前国内几个知名电气厂家生产的继电保护装置技术都已经非常成熟,安全稳定、功能强大。继电保护装置可以有效的切除故障电容器,是保证电力系统安全稳定运行的重要手段。主要的电容器继电保护措施有:①三段式过流保护;②为防止系统稳态过压造成电容器损坏而设置的过电压保护;③为避免系统电源短暂停投引起电容器瞬时重合造成的过电压损坏而设置的低电压保护;④反映电容器组中电容器的内部击穿故障而配置的不平衡电压保护、不平衡电流保护或三相差电压保护。
5.5合闸问题
电容器组禁止带电重合闸。主要是因电容器放电需要一定时间,当电容器组的开关跳闸后,如果马上重合闸,电容器是来不及放电的,在电容器中就可能残存着与重合闸电压极性相反的电荷,这将使合闸瞬间产生很大的冲击电流,从而造成电容器外壳膨胀、喷油甚至爆炸。所以,电容器组再次合闸时,必须在断路器断开3min之后才可进行。因此,电容器不允许装设自动重合闸装置,相反应装设无压释放自动跳闸装置。
一些终端变电站往往配置有备用电源自动投切装置,装置动作将故障电源切除,然后经过短暂延时投入备用电源,在这个过程中,如果电容器组有低压自投切功能,那么电容器组将在短时间内再次合上,这就会发生以上所说的故障。所以,安装有备用电源自动投切装置的系统与电容器组的投切问题,应值得充分的重视。
5.6允许运行温度
电容器正常工作时,其周围额定环境温度一般为40℃～-25℃;其内部介质的温度应低于65℃,最高不得超过70℃,否则会引起热击穿,或是引起鼓肚现象。电容器外壳的温度是在介质温度与环境温度之间,不应超过55℃。因此,应保持电容器室内通风良好,确保其运行温度不超过允许值。
5.7运行中的放电声问题
电容器在运行时,一般是没有声音的,但在某些情况下,其在运行时也会存在放电声的问题。如电容器的套管露天放置时间过长时,一旦雨水进入两层套管之间,加上电压后,就有可能产生放电声;当电容器内缺油时,易使其套管的下端露出油面,这时就有可能发出放电声;当电容器内部若有虚焊或脱焊,则会在油内闪络放电;当电容器的芯子与外壳接触不良时,会出现浮动电压,引起放电声。
一旦出现以上几种出现放电声状况,应针对每种情况做出处理,即其处理方法依次为:将电容器停运并放电后把外套管卸出,擦干重新装好;添加同种规格的电容器油;如放电声不止,应拆开修理;将电容器停运并放电后进行处理,使其芯子和外壳接触好。
5.8爆炸问题
低压电容器篇4
【关键词】市区城镇供电线路有载调容调压变压器
1普通有载调容、调压变压器工作原理
有载调压变压器是指变压器高压侧配有载调压开关，可以在不断供电的情况下根据二次侧电压的波动调整电压比使得二次侧电压始终稳定在所期望的电压附件，适合供电质量较差，或对电压稳定性要求较高的场合。
有载调容变压器是指变压器线圈分成两段，当用电负荷较轻时候两段线圈串联，这样线圈匝数较多，铁心的磁密较低，空载损耗相对很小。但用电负荷较重的时段两段线圈并联，这样线圈导体的截面增加了一倍，变压器的容量也翻了一倍。虽然这时候空载损耗较大，但变压器的输出容量增加一倍。这种变压器适合在负荷变化很大的场合，比如农网，一般只在农忙季节需要大量用电，其他时间负荷率降低。这种变压器可以在保证农忙季节供电的前提下，尽可能降低农闲季节变压器的空载损耗。
而对于普通的有载调容调压变压器，在解决将调容和调压分开的问题上还存在以下问题：
1.1空载和轻载时间长，空载损耗较高
根据历史数据统计，目前昭通部分市区城镇的变压器有处于空载或轻载的状态运行现象存在，从而使空载损耗偏高。
1.2负荷波动大，负荷高峰时影响变压器运行安全
对于市区地区来说，用电高峰期一般出现在每日早饭时段和晚间娱乐时段，季节性负荷高峰期主要是夏季制冷负荷和冬季取暖负荷。当季节性负荷高峰与时段性负荷高峰叠加时常常会超出变压器的容量，严重影响变压器运行安全，大大缩短了变压器的使用寿命，甚至导致变压器有烧毁的危险。
1.3配电台区保护不可靠，易发生越级跳闸事故
现在部分配电台区常规采用跌落式熔断器作为台区的速断保护，低压侧速壳断路器对用户负荷进行过流和速断的简单保护，而塑壳短路器一般配置额定电流较大，失去了过载保护能力，过载时间过长会导致配电变压器烧毁；而使部分台区或低压负荷故障又因速断保护不可靠常越级跳闸致整条线路大面积停电，甚至导致烧毁变压器。
1.4电压合格率低
一般配网末端用户距供电部门较远，为了避免出现电压偏低，设备无法正常运行的情况，兼顾末端负荷，而调高变电站出口电压，这就导致线路首端轻载时电压过高，用电设备寿命缩短，而且配电变压器损耗大幅增加。
1.5无功补偿效果不明显
市区部分地方长期小负荷运行，使变压器不能充分得到运转，传统补偿装置电容投入利用率较差。
2试点用有载调容调压变压器简介及功能
有载调容调压变压器通过自动调压、自动调容、无功补偿的手段实现变压器台区降损，提高供电质量。如图1所示。
（1）高压出线柱；
（2）计量电流互感器；
（3）有载调容调压变压器；
（4）低压防窃电护罩；
（5）低压出线排；
（6）共补分补并联电容器；
（7）穿墙套管；
（8）浪涌保护器；
（9）避雷器；
（10）进线塑壳断路器；
（11）漏电保护塑壳断路器；
（12）补偿塑壳断路器；
（13）调容调压变压器；
（14）熔断器组；
（15）智能复合开关；
（16）低压补偿控制器；
（17）调容调压控制显示器；
（18）出线柜；
（19）补偿柜；
（20）变压器主体。
自动调压功能：变压器存在阻抗，在功率传输中，将产生电压降，并随着用户侧负荷的变化而变化。系统电压的波动加上用户或线路负荷的不稳定将引起电压较大的变动。在实现无功功率就地平衡的前提下，当电压波动超过定值时，调节变压器分接开关可以自动调节电压高低，使变压器低压侧电压输出稳定在合格范围内，从而提升了供电电压质量，延长设备寿命，解决了配电网负荷峰谷时段电压合格率低的问题。
自动调容功能：高压绕组在大容量时接成三角形（D），小容量时接成星接（Y）。每相低压绕组由三段线匝组成：Ⅰ段为少数线匝；Ⅱ段、Ⅲ段为多数线匝，采用并绕方式绕制。变压器大容量运行时Ⅱ段、Ⅲ段并联后与Ⅰ段串联，小容量运行时Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段全部串联，即为（Dyn11和Yyn0）两种联结方式。高压绕组联结方式的改变以及低压绕组并、串联的转换，均通过控制系统控制有载调容开关自动完成。在用电负荷高峰期时段自动将变压器调整到大容量运行，在用电负荷低谷时段自动将变压器调整为小容量档运行。由大容量调为小容量时，低压绕组匝数增加，同时高压绕组变为Y接，相电压降低，且匝数增加与电压降低的倍数相当，可以保证输出电压不变。同时大容量调为小容量时，由于低压匝数的增加，铁芯磁通密度大幅度降低，使硅钢片单位损耗变小，空载损耗和空载电流相应降低，达到了降损节能的目的。
无功补偿功能：变压器智能监控单元内配置低压无功精细补偿隔室，将无功补偿控制器达到精细补偿的效果。
无线“四遥”：通过在线监测系统将变压器实时数据运行状态远程传送给后台管理系统，从而实现遥信、遥测、遥控和遥调“四遥”功能，对配电区进行运行、损耗分析，为职能部门提供参考依据，提高配电网建设与改造的科学性；
就地及远程电动停送电功能：变压器本体油箱内配置永磁机构真空开关，可实现就地电动停送电、远程无线遥控停送电、远程无线遥控停送电功能。
综合以上功能，有载调容调压变压器可根据实际负荷和电压情况改变额定运行容量方式和电压分接头转换，降低变压器自身空载损耗，实现电压调整，提升供电台区经济运行水平，提高供电质量。与传统产品相比，在小容量运行方式下，空载损耗平均下降50%-60%。如表1所示。
3结语
综上所述的有载调容调压变压器经过在云南昭通市的运行情况，将变压器主体与补偿柜、出线柜组合体安装，不尽易安装，而且外形美观，大大改善了该市区空载损耗大、负荷波动大、电压合格率低等问题，并且在节能方面效果更加显著。
作者简介
汪波（1981-），男，云南省昭通市人。大学专科学历。现为云南电网有限责任公司昭通供电局助理工程师，主要从事配电网规划、电力线路工程建设与管理。
魏则运（1983-），男，山东省成武县人。大学本科学历。现为陕西四方华能电气设备有限公司结构设计师，主要从事综合配电箱、高压低压无功补偿的电气结构设计。
作者单位
低压电容器篇5
【关键词】无功功率补偿；经济运行；特点
一、前言
交流异步电动机在工矿企业中，不少电动机负荷率低，经常处于轻载或空载状态，功率因数普遍不高。无功功率相对于有功功率的百分比更大，不但浪费电能，而且降低了异步电动机的功率因数。现在国家非常重视节能减排的工作，因此在这种趋势下，对异步电动机采用无功功率补偿以提高功率因数，节约电能，减少运行费用，是非常必要的，同时也给企业带来了经济效益。
二、无功功率补偿的种类
1、集中补偿
在高低压配电所内设置若干组电容器，电容器接在配电母线上，补偿供电范围内的无功功率。
2、组合就地补偿（分散就地补偿）
电容器接在高压配电装置或动力箱的母线上，对附近的电动机进行无功补偿。
3、单独就地补偿
将电容器装于箱内，放置在电动机附近，对其单独补偿。
三、无功功率补偿的意义
1、改善设备的利用率
根据（3-1）公式可知，在一定的电压和电流下，提高功率因数，其输出的有功功率越大。因此，改善功率因数是发挥供电设备潜力，提高设备利用率的有效方法。
cosφ＝P/UI…（3-1）
2、减少供电系统中的电压损失
根据（3-2）公式可知，供电系统的电压损失为
U=PR+QX/UN…（3-2）
当功率因数越高时，说明通过线路上无功功率越小，则线路上电压损失越小，也就改善了电压质量。
3、减少供电系统中的功率损耗
当线路通过电流I时，其有功损耗为：
ΔP=3I2R
可见，线路的功率损耗ΔP与cosφ2成反比，cosφ越高，功率损耗就越小。
4、提高供电系统的传输能力
视在功率与有功功率的关系为P＝Scosφ，可见在传送一定有功功率P的条件下，cosφ越高，所需视在功率就越小。
四、就地补偿与集中补偿的技术分析
1、电容补偿应注意的问题
（1）防止产生自励。
采用电容器就地补偿电动机，切断电源后，电动机在惯性作用下继续运行，此时电容器的放电电流成为励磁电流，如果电容过补偿，就可使电动机的磁场得到自励而产生电压。
（2）防止过电压。
当电容器补偿容量过大，会引起电网电压升高并会导致电容器损坏。我国并联电容器国标规定：“工频长期过电压值最多不超过1.1倍额定电压。”
（3）防止产生谐振。
（4）防止受到系统谐波影响。
对于有谐波源的供电线路，应增设电抗器等措施，使谐波影响不致造成电容器损坏。
2、两者比较
就地补偿较集中补偿，更具节能效果。
五、电容补偿容量的选定
1、集中补偿容量确定
先进行负荷计算，确定有功功率P30和无功功率Q30，补偿前自然功率因数为cosφ1，要补偿到的功率因数为cosφ2。则
QC=αP30(tgφ1－tgφ2)
α为平均负荷因数。
2、电动机就地补偿电容器容量确定
就地补偿电容器容量选择的主要参数是励磁电流，因为不使电容器造成自励是选用电容器容量的必要条件。负载率越低，功率因数越低；极数愈多，功率因数越低；容量愈小，功率因数越低。但由于无功功率主要消耗在励磁电流上，随负载率变化不大，因此应主要考虑电动机容量和极数这两个参数，才能得到最佳补偿效果。
六、经济运行补偿容量（KVAR）的确定
根据实际情况得出经济运行补偿容量公式：
在380V网络中，一般均用低压电容器进行无功补偿，每千乏电容器的功率损耗为0.004KW，放电装置的功率损耗约为0.001(KW/KVAR)。因此，380V网络中电容无功补偿装置的功率损耗系数为Kc=0.005
(KW/KVAR)。
不难看出；K2c
此外，变压器的星型等值电阻折算到高压侧的阻值用Rb表示，则
根据上述情况，忽略K2c，并将式（6-2）代入式（6-1），便可得简化而实用的经济运行补偿容量计算公式
式中，P是变压器低压侧有功负荷（KW）；Q是变压器低压侧无功负荷（KVAR）；Se是变压器额定容量（KVA）；Pd是变压器的有功短路损耗（KW）；Qd是变压器满载无功损耗增值（KVAR）；PK是变压器的空载有功损耗（KW）；QK是变压器的空载无功损耗（KVAR）；Rb是变压器星形等值电阻折算到高压侧的阻值（Ω）；R是电源线路导线电阻（Ω）；Ue是变压器高压侧
（下转第60页）
（上接第58页）
线电压（V）；KC是补偿装置的功率损耗系数（KW/KVAR），对低压电容补偿装置：
KC=0.005(KW/KVAR)；K=1.22
在高压供电高压量电的工厂中，应该在变压器高压侧计算（或测定）功率因数；在高压供电低压量电和低压供电低压量电的工厂中，应计算（或测定）低压侧的功率因数。
七、结合工程实例谈电容补偿的应用
以某大型项目为例，该项目设备装机容量约为21000多千瓦，其中高压电动机设备容量为5400多千瓦，其他低压设备容量为5000多千瓦。供电电源的电压等级为10kV。本着“节能、高效”的方针，经过经济分析，采用10kV作为高压电动机的供电电压等级，投资较省，同时亦减少变电环节，也就减少了故障点。
在这个项目中，采用高压电容器就地补偿，与电动机同时投切。高压电容器组放置在电动机附近。高压就地补偿装置以并联电容器为主体，采用熔断器做保护，装设避雷器用于过电压保护，串联电抗器抑制涌流和谐波。这样，不仅提高了电动机的功率因数，降低了线路损耗，同时释放了系统容量，缩小了馈电电缆的截面，节约了投资。对于低压电动机布置较分散，因此，在变电所变压器低压侧采用电容器组集中自动补偿。
低压电容器篇6
1、变电站无功补偿提高10KV配网线路电压质量
在变电站，为了保证电网系统无功平衡，在设计上要配置一定容量的无功补偿装置。补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等。在35KV降压变电站中主要采用无功补偿装置为并联电容器。并联电容器一般连接在变电站10KV母线上。主要目的是接近向配电线路前端（靠近变电站的线路）输送无功，提高配电网的功率因数，同时实现调压的目的。并联电容器的容量按变电站主变压器容量的15%-30%原则配置。
变电站无功补偿的原理：利用并联电容器的投、退改变无功功率在电抗上产生的电压降的纵向分量的大小，达到调压目的。
图1
假定高压母线为无穷大系统，按照母线电压U1不变。则
如上图所示：
1）电容器没有投入时，变压器低压侧母线电压U2如下式所示：
U2=（1）
电容器投入时，假定负荷不变，变压器低压侧母线电压U2′如下式所示：
U2′=（2）
分析以上两种情况可以看到:
U2<U2′
即在变电站内部投切并联电容器，提高10KV配网线路电压质量有一定的积极作用。
在实际运行中往往采用分组是电容器，在设备铭牌上单组电容器型号如：BAMH11/-600-1×3W,分组式电容器如BAMH11/-600+600-1×3W。
按照公式（2）分析很容易得出结论：分组式电容器在变电站内无功补偿和调压方面更加灵活。
另外，《渭南电力系统调度规程》明确规定了：变电站电容器投、停的原则为保证变电站10KV母线电压在10-10.7KV范围内，投入容量应就地补偿无功不向系统到送无功为原则。分组电容器在本站负荷较小时投入一组，负荷较大时全部投入。可见，分组式电容器更适合无功补偿、电网电压调整和电网经济运行的要求。
2、调整变电站主变器分接头的方式提高10KV配网网线路电压的方式
变压器调压分为：顺调压、逆调压和常调压三种方式。其中：
逆调压是在高峰负荷时升高电压，低谷负荷时降低的调压方式。顺调压是在供电线路不长，负荷变动不大的情况下，高峰负荷时降低电压，低谷负荷时升高电压的调压方式。常调压是保持电压为一基本不变的数值的调压方式。
由于10KV配电线路广泛采用大树干、多分支单向辐射性供电方式。高峰负荷时，线路电压偏低，低谷负荷时线路电压偏高。所以，对于35KV/10KV降压变电站大多采用逆调压的调压方式，即在高峰负荷时升高电压，低谷负荷时降低电压。
变压器调压的原理；
设变压器一次侧电压为U1,二次侧电压为U2，变压器变比为K。因为：
K=
高峰负荷时，U2降低，要提高电压，就需要减少变压器变比K，即减少变压器一次侧线圈匝数，同理，低谷负荷时，U2升高，要降低电压，就需要增大变压器变比K，即增加变压器一次侧线圈匝数。
现场运行人员在实际工作中，要按照《变电站现场运行规程》规定，将电容器的投切和变压器档位的调整要相互配合，来达到提高10KV配电网线路首端即变电站10KV母线电压在规定的范围内，
3、10KV配电线路上装设高压并联电容器
10KV配网线路的特点是：负荷率低，负荷季节性波动大，配电变压器的平均负荷率低，供电半径长，无功消耗多，功率因数低，线路损耗大，末端电压质量差。所以，在10KV配电线路上宜采用分散补偿的方式，来提高线路的运行性能，降低电能损耗，提高网络的电压质量。
配电线路分散补偿，是指把一定容量的高压并联电容器安装在供电距离远，负荷重、功率因数低的10KV架空线路上。如下图所示：
图2
10KV配电线路上利用并联电容器无功补偿来提高电压质量的原理：
图3
假定图3中AB段线路的阻抗为R+jX
（1）线路电容器不投入时，线路末端电压U2如下式所示：
U2=（3）
（2）线路并联电容器投入时，线路末端电压U2′如下式所示：
U2′=（2）
可见并联电容器后，10KV配网线路的电压质量有一定程度的提高。
4、10KV配电线路无功补偿安装位置的确定和装设容量原则
（1）就近补偿适应于线路主干线长度超过10KM，超过经济电流密度运行的中负荷吸纳路，电压质量差的线路；
（2）防止轻载时想电网到送无功，容量选择以补偿局部电网中配电变压器的空载损耗总值为度。
（3）合理选择安装位置。和补偿容量
无功补偿装置安装位置选择应符合无功就地平衡的原则，尽可能减少主干线上无功电流为目标。补偿容量以每个补偿点不超过100-150kvar为依据。补偿位置遵循2n/(2n+1)规则，每条线路上安装一处为宜，最多不超过两处。
在实际运行中，在设备选型方面，要尽可能选择具有根据电压质量和负荷变化情况自动投切功能的高压线路并联电容器。