无功补偿的原理分析及AZC低压智能电力电容器在配电中的应用

安科瑞虞佳豪

无功补偿常常出现在工厂和变电站中，在日常生活中，由于电网已经做了无功补偿，所以家庭用电功率因数都能达到90%以上。

在这里以小型电动机工作时候需要的补偿为例吧，假设小型三相异步电动机作单相运行时，所选电容容量一定要合适，若太小则旋转无力，启动困难；太大则回路电流过大，导致电机过热。

一般电容容量值选择按表查得。如果不查表，也可以按经验公式获得；

现在利用计算的方式计算无功电容量：

当星形连接时， 所需电容容量C(Mf) =P (w) / 17

当用作三角形连线时，所选电容容量C (uF) =P (w) / 10

无功的计算公式参照一下：

Q=√3×U×l I=Q/√3U=0.314xCxU/√3

l=0.314xCxU/√3

C=Q*√3/√3U*0.314*U

C=Q/0.314×UxU

电抗器是电感性负载，有串联和并联之分，串联主要用于限制短路电流，并联主要用于超高压远距离输电时，补偿线路的电容；串联用在工厂负载中，并联一般用在变电站中。

电力系统中所采取的电抗器常见的有串联电抗器和并联电抗器，串联电抗器主要用来限制短路电流，也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波；

电容器是容性负载，主要用于补偿无功和储能，在直流电路中，电容器是相当于断路的。电容器是一种能够储藏电荷的元件，也是最常用的电子元件之一。

在这里利用公式：设额定电流为 I ，电感为 L，频率为 f  则电抗器的

电抗 X =ω * L = 2 * π * f * L
电抗器的容量 S = I * I * X = 2 * π * f * L * I * I

随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，一些新型家用电器如洗碗机、烤箱等产品正逐步走进家庭中，加上原有的高耗能家用冰箱、滚筒洗衣机、空调等产品，使得居民生活用电量大幅度上升。尤其是夏季、冬季用电高峰期，居民用户感性负载急剧上升，所需要的无功电流也大量增长。

无功补偿技术的主要原理是：电流在电感元件中作功时，电流滞后于电压90°；而电流在电容元件中作功时，电流超前于电压90°。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180°。无功补偿装置就是利用电容电流与电感电流反向能相互抵消的原理，使电流矢量与电压矢量之间的夹角缩小，以减少无功功率在电网中的流动，进而提高功率因数，减少线路损耗，节省用电成本。

案例分析

扬州某小区总建筑面积约为51733.17平方米，地上建筑面积35347.17平方米，地下建筑面积16386平米，新建住宅楼8栋，居民360户，其中高层3栋（3栋18层）、多层5栋（1栋6层，4栋8层）、物业社区1栋（1栋1层），公建为社区服务、电梯、地下车库等。新建配电房2套变压器容量为800KVA，主要负载为居民用电、生活泵房、主供地库照明、公共用电双电源，消防动力等。空调设备功率因数为0.8，冰箱功率因数0.6，电视机功率因数0.8，照明用电功率因数0.98，电梯功率因数0.8。现将功率因数提高到0.95，一般选择变压器30%～40%的无功补偿容量。

解决方案

根据图纸建议选择AZC低压智能电力电容器，补偿无功从而提高功率因数。居民区单相负载较多，按容量40%配置90kvar分补电容与150kvar共补电容配套使用，分补电容器选择15kvar*6的方案，共补电容选择25kvar*6的方案，电容补偿方式为阶梯式补偿，容量越小步进越小，补偿效果更优，该案例由于使用AZC智能电容方案，电容柜内空间充足，选用多路小电容，柜体尺寸为宽800*深800*高2200。而选用常规普通电容该方案12路电容柜体尺寸为宽1200*深1000*高2200。选用AZC智能电容，操作接线方便，节省空间，维护方便，能合理提高功率因数。

AZC低压智能电力电容器

概述

AZC系列智能电容器是应用于0.4kV、50Hz低压配电中用于节省能源、降低线损、提高功率因数和电能质量的新一代无功补偿设备。它由智能测控单元，晶闸管复合开关电路，线路保护单元，两台共补或一台分补低压电力电容器构成。可替代常规由熔丝、 复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等散件在柜内和柜面由导线连接而组成的自动无功补偿装置。具有体积更小，功耗更低，维护方便，使用寿命长，可靠性高的特点，适应现代电网对无功补偿的更高要求。

技术参数

接线方式

结束语

AZC低压智能电力电容采用模块式结构，更能适应当前小区无功损耗日益增加的情况，既可以节省投资消耗，节约电力电能，还能合理提升电力系统设备的供电能力，从而减少居民用电开支消费，更加经济实用。针对居民区三相不平衡的情况，需要配置分相补偿来提高功率因数，从而优化电能质量。