电容补偿（无功补偿或者功率因数补偿）

电容的作用

1）电容在交流电路里可将电压维持在较高的平均值。近峰值，高充低放，可改善增加电路电压的稳定性。

2）对大电流负载的突发启动给予电流补偿，电力补偿电容组可提供巨大的瞬间电流，可减少对电网的冲击。

3）电路里大量的感性负载会使电网的相位产生偏差，譬如，感性元件会使交流电流相位滞后，电压相位超前90度，而电容在电路里的特性与电感正好相反，起补偿作用。

原理

在交流电路中，电阻、电感、电容元件的电压、电流的相位特点为：在纯电阻电路中，电流与电压同相位；在纯电容电路中电流超前电压

从供电角度，理想的负载是P与S相等，功率因数

功率三角形是一个直角三角形，用

从另一个方面来认识无功功率，无功功率并非无用，它是感性设备建立磁场的必要条件，没有无功功率，日常的变压器和电动机就无法正常工作。因此，设法减少无功功率才是正解。

实际应用中，电容电流与电感电流相位差为

对功率三角形以及RLC混联电路中的电压与电流的特点和变化规律如图1所示。电路的两个支路中，电阻和电感组成RL支路，它的电流相位由于电阻R与电感L的串联作用，显然与电压的相位存在着滞后，电阻的存在使得这种滞后不再是

图1 RLC混联电路中的电压与电流变化规律

基本原则

1）欠补偿

补偿的电容电流要求小于被抵消的电感电流。补偿后仍存在一定数量的感性无功电流，令

2）全补偿

按照感性实际负荷电流配置电容器，

3）

大量使用电容器，在全部抵消掉电感电流后，还剩余一部分电容电流，此时原感性负载转化为容性负荷性质。功率因数

在以上的三种情况中，按电路规律进行分析后，确定补偿的基本原则为欠补偿最为合理。

全补偿在RLC混联电路中，如若电感电流与电容电流相等时，系统中就会发生电流谐振，设备中将产生几倍于额定值的冲击电流，危及系统和设备安全。过补偿既不经济也不合理，当系统负载性质转换为容性时，在功率因数超过1以后，反而降低。而且在超过l的同时也可能引起电路电流谐振。以上两种补偿方式显然都不可取。

补偿的基本原则就是必须采用欠补偿方式，补偿后的功率因数则要求小于1，并且尽量接近1。为了防止谐振，一般将上限确定在0.95。

设计参考

一般来说，低压电容补偿柜由柜壳、母线、断路器、隔离开关，热继电器、接触器、避雷器、电容器、电抗器、一、二次导线、端子排、功率因数自动补偿控制装置、盘面仪表等组成。

负荷中非线性成份的存在，会使电容电路中除工频基波电流流过外，还有其它高频（高次谐波）电流流过电容电路，使电容器产生过压、过流、超容、超温等情况而损坏，或电容器组投不上等情况；对这种场合，除可以选用专用“滤波电容器”增加自身的抵抗能力外；还可以通过选配合适的电抗器组成滤波回路，滤去某次较强的高次谐波；选择额定电压高一些的电容器，也是减少谐波事故的方法之一。

功率三角形

补偿前：

补偿后：

取整，约需要补偿

高压无功补偿装置

GWB-Z型高压无功自动补偿装置，适用于

GWB-Z型高压无功自动补偿装置，由控制器、高压真空开关或真空接触器、高压电容器组、电抗器、放电线圈、避雷器和一些必要的保护辅助设备组成。GWB-Z型数字式高压无功自动补偿控制器是根据九区图结合模糊控制原理、按电压优先和负荷无功功率以及投切次数限量等要求决定是否投切电容器组，使母线电压始终处于标准范围内，确保不过补最大限度减少损耗。在电压允许的范围内依据负荷的无功要求将电容器组一次投切到位。在投入电容器之前预算电压升高量，如果超标则降低容量投入或不投入。异常情况时控制器发出指令退出所有电容器组，同时发出声光报警。故障排除后，手动解除报警才能再次投入自动工作方式。

1）电压优先

按电压质量要求自动投切电容器，电压超出最高设定值时，逐步切除电容器组，直到电压合格为止。电压低于最低设定值时，在保证不过载的条件下逐步投入电容器组，使母线电压始终处于规定范围。

2）无功自动补偿功能

在电压优先原则下，依据负荷无功功率大小自动投切电容器组，使系统始终处于无功损耗最小状态。

3）智能控制功能

自动发出动作指令前首先探询动作后可能出现的所有超限定值，减少动作次数。

4）异常报警功能

当电容器控制回路继保动作拒动和控制器则自动闭锁改组电容器的自动控制。

5）模糊控制功能

当系统处于电压合格范围的高端且在某特定环境时如何实施综控原则是该系列产品设计的难点，由于现场诸多因素（如配置环境、受电状况、动作时间、用户对动作次数的限制等）而引起的频繁动作是用户最为担忧的，应用模糊控制正是考虑了以上诸多因素使这一“盲区”得到合理解决。

6）综合保护功能

每套装置有开关保护（选配），过压、失压、过流（短路）和零序继电保护、双星形不平衡保护、熔断器过流保护、氧化锌避雷器、接地保护、速断保护等。

1）额定电压

2）系统电压取样

3）交流电流取样

4）电压整定值

5）动作间隔时间

6）功率因数整定值

7）电流互感器变化

8）动作需要系统稳定时间

1）环境温度

2）相对湿度

3）海拔高度

4）周围介质无爆炸及易燃危险品、无足以损坏绝缘及腐蚀金属的气体、无导电尘埃、安装地点无剧烈振动、无颠簸；

5）供电电源符合国家标准规定，没有较强的谐波分量。

低压无功动态装置

WDB-K型低压无功动态补偿装置采用大功率晶闸管投切开关，控制器可根据系统电压，无功功率、两相准则控制晶闸管开关对多级电容器组进行快速投切。晶闸管开关采用过零触发方式，可实现电容器无涌流无冲击投入，达到稳定系统电压、补偿电网无功、改善功率因数、提高变压器承载能力的目的。可广泛应用于电力、冶金、石油、港口、化工、建材等工矿企业及小区配电系统。

1）装置结构

WDB-K型低压无功动态补偿装置由控制器、无触点开关组、并联电容器组、电抗器、放电装置及保护回路组成，整机设计为机电一体化。

2）主要元件技术性能

1. 控制器

WDB-K型低压无功动态补偿装置控制器为全新数字化设计、软硬件模块化、集成度高、电磁兼容、抗干扰能力强，有12个输出端子，可实现分相、平衡、分相加平衡三种方式补偿。适用范围广，可满足不同性质负荷的补偿需要。可根据系统电压、无功功率控制无触点开关组投切，有手动和自动两种操作模式，并具有过压切除、过压闭锁、欠压切除、超温告警等保护功能。

2. 无触点开关组

无触点开关组是装置的主要执行元件，由晶闸管开关、散热器、风扇、温控开关、过零触发模块及阻容吸收回路构成，一体化设计单组可控最大容量为

3. 并联电容器组

选用优质自愈式并联电容器，可按不同容量灵活编码组合，投切级数多，大容量补偿可一次到位。

装置工作时由控制器实时监测系统电压及无功功率的变化。当系统电压低于供电标准或无功功率达到所设定电容器组投切门限时，控制器给出投切指令。由过零电路迅速检测晶闸管两端电压（即电容器和系统之间的电压差），当两端电压为零时触发晶闸管，电容器组实现无涌流投入或无涌流切除。

1）额定电压：

2）接线方式： 三相四线；

3）投切依据：系统电压及无功功率；

4）响应时间：

5）投切延时：

6）投切精度：平均

7）补偿容量：

8）投切级数：

1）工作环境温度

2）空气相对湿度

3）海拔高度

4）安装环境：无易燃、易爆、化学腐蚀、水淹及剧烈振动场所；

5）安装方式：户内屏式，户外箱式；

6）安装条件：电网中谐波含量符合

具有过流、过压、欠压、温度超限多种保护。装置能在外部故障和停电时自动退出运行，送电后自动恢复。