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目 录

1. 行业及公司发展的理解…………………………………………………………1 2. 无功补偿基础知识………………………………………………………………1 2.1 基本概念……………………………………………………………………1 2.2 供用电政策……………………………………………………………………1 2.3 为什么要进行无功补偿………………………………………………………1 2.4无功补偿基本原理………………………………………………………………1 2.5无功补偿的形式…………………………………………………………………1 2.6 无功补偿的收益………………………………………………………………1 2.7 无功补偿的理解误区…………………………………………………………1 3. 常用负载的特点………………………………………………………………1 4. 无功补偿装置的设计……………………………………………………………1 5. 关于谐波与谐波治理…………………………………………………………1 6. 滤波装置的设计………………………………………………………………1 7. 我公司产品与市场常规产品从安全器件上的区别……………………………1 8. 控制器与保护单元………………………………………………………………1 9. 关于现场测量与理解……………………………………………………………1 10. 设备常见故障及处理方法………………………………………………………1 11. 现场安全与自我保护……………………………………………………………1 12. 商务沟通能力…………………………………………………………………1

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1. 电力系统无功补偿行业的发展

当前，我国正在号召全民建设节约型社会，中央给各级政府与企业也都确定了明确的节能目标，各种节能项目迅速发展，不断为社会带来巨大的收益。

在谈到众多领域的节能项目时，电力节能是关系到国计民生的重要组成部分，而在众多的电力节能产品中，无功补偿无疑是电力节能最重要的措施之一。我国从50年代起就实行了《利率电费调整办法》，把无功补偿上升到了政策、法规层面，要求全社会共同重视，强制做好无功补偿方面的工作。

合理有效的无功补偿可以为电力用户与供电系统带来巨大的收益，这已是不争的事实。输配电线路、变压器等配电设施上的有功损耗可降低35%--50% ，设备带载能力可增加20%--30%。从业内总结的无功当量概念上看，每投入1kvar低压电容器，每天可以节约0.09×24小时= 2.16kwh电能。我国的电网十分庞大，企事业单位还在消耗着系统的大量无功，可见，积极有效的发展无功补偿事业，让没有补偿好的用电点合理的补偿起来，让故障的无功补偿设备恢复运行，将会为社会和企业带来巨大的经济效益。赤那思电气做为这个领域的重要份子，将全力做好自己的研究和生产，也将竭尽所能向社会宣讲无功补偿的重要性，号召、引导大家重视无功补偿的作用，使用优质的无功补偿设备，协助政府、供电部门、企业完成节能降耗目标。我们向全社会呼吁，“投入电容1千乏，每天节约2度电”。 1.1 无功补偿的发展史

随着电力系统的发展，要求对无功功率进行动态补偿，从而产生了同步调相机。它是专门用来产生无功功率的同步电机，在过励磁或欠励磁的情况下，能够分别发出不同大小的容性或感性无功功率。自20世纪2、30年代以来的几十年中，同步调相机在电力系统中作为有源的无功补偿曾一度发挥着主要作用，所以被称为传统的无功动态补偿装置。然而，由于它是旋转电机，运行中的损耗和噪声都比较大，运行维护复杂，而且响应速度慢，难以满足快速动态补偿的要求。

20世纪70年代以来，随着研究的进一步加深出现了一种静止无功补偿技术。这种技术经过20多年的发展，经历了一个不断创新、发展完善的过程。所谓静止无功补偿是指用不同的静止开关投切电容器或电抗器，使其具有吸收和发出无功电流的能力，用于提高电力系统的功率因数，稳定系统电压，抑制系统振荡等功能。目前这种静止开关主要分为两种，即断路器和电力电子开关。由于用断路器作为接触器，其开关速度较慢，约为10～30s，不可能快速跟踪负载无功功率的变化，而且投切电容器时常会引起较为严重的冲击涌流和操作过

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电压，这样不但易造成接触点烧焊，而且使补偿电容器内部击穿，所受的应力大，维修量大。 随着电力电子技术的发展及其在电力系统中的应用，交流无触点开关SCR、GTR、GTO等的出现，将其作为投切开关，速度可以提高500倍（约为10μs），对任何系统参数，无功补偿都可以在一个周波内完成，而且可以进行单相调节。现今所指的静止无功补偿装置一般专指使用晶闸管的无功补偿设备，主要有以下三大类型，一类是具有饱和电抗器的静止无功补偿装置（SR：SaturatedReactor）；第二类是晶闸管控制电抗器（TCR：Thyristor ControlReactor）、晶闸管投切电容器（TSC：Thyristor SwitchCapacitor），这两种装置统称为SVC（StaticVar Compensator）.

随着电力电子技术的进一步发展，20世纪80年代以来，一种更为先进的静止型无功补偿装置出现了，这就是采用自换相变流电路的无功补偿，有人称为静止无功发生器(Static Var Generator--SVG)，也有人称其为高级静止无功补偿器(Advanced Static Var Compensator--ASVC)或静止调相器(Static Condenser--STATCON)。最近，日本和美国已分别有数台SVG装置投入实际运行。

目前，除对SVC和SVG的无功补偿进一步的探讨外，人们还研究用于动态无功补偿的其他各种形式的静止变流器，包括赌流型自换相桥式电路，交-交变频电路以及交流斩波电路等，直至最近，美国电力研究院还提出统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller--UPFC)。事实上，SVC、SVG和UPEC都是柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission System--FACTS)中的器件。所谓柔性交流输电系统，是20世纪80年代以来由美国电力研究院

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提出的一个崭新概念，其本质就是将高压大功率的电力电子技术应用于电力系统中，以增强对电力系统的控制能力，提高原有电力系统的输电能力。

2. 无功补偿

2.1 基本概念 1）有功功率

当电能转换成其它型能量时，如：电流通过白炽灯发光，通过电动机的传动使电能转换 成机械能，通过钢厂电弧炉使电能转换成热能，通过化工厂的电解槽使电能转化成化学能等，这些在能量的转变过程中做功的电能，叫做有功电能，也称其为有功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率。

单相电路中， P?UIcos?；三相电路中， P?3UIcos?式中有功功率的单位W（瓦），通常用KW表示。线电压的单位为V（伏），视在电流I单位为A（安）。 2） 无功功率

在交流电路中，除了电阻负载以外，还有电感负载和电容负载。如在电力网中使用最多的电动机与变压器，在运行中要产生磁场，而电容器及空载输电线则产生电场。交流电在电源与这类电感或电容负载之间往返流动，在流动中通过磁场或电场时，不会使电能转换成热能、机械能、化学能或其他任何类型的能量。此电能既不做功也不消耗，这种电能我们称它们为无功电能，也称其为无功功率。

无功功率绝不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。

单相电路中，Q?UIsin?；三相电路中，Q?3UIsin?式中无功功率的单位为Var（乏），通常用Kvar表示。线电压的单位为V（伏），视在电 流I单位为A（安）。 3） 无功功率的分类 a) 感性无功功率

电流矢量滞后电压矢量90度，如：电动机、变压器线圈、晶闸管变流设备等，这类负载产生的无功功率为感性无功功率；

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b) 容性无功功率

电流矢量超前电压矢量90度，如：电容器、电缆输配电线路、电力电子超前控制设备等，这类负载产生的无功功率为容性无功功率； 4） 视在功率

有功功率与无功功率的向量和称之为视在功率，用S表示。有功电流与无功电流的向量和称之为视在电流。 5）功率因数

有功功率与视在功率的比值，称为功率因数，用cos?表示。cos?=P/S，功率因数是一个比值，没有单位。 a） 自然功率因数

自然功率因数是指用电设备没有安装无功补偿设备时的功率因数，或者说用电设备本身所具有的功率因数。自然功率因数的高低主要取决于用电设备的负荷性质，电阻性负荷(白炽灯、电阻炉)的功率因数较高，等于1，而电感性负荷(电动机、电焊机)的功率因数比较低，都小于1。 b） 瞬时功率因数

瞬时功率因数是指在某一瞬间由功率因数表读出的功率因数。瞬时功率因数是随着用电设备的类型、负荷的大小和电压的高低而时刻在变化。 c） 加权平均功率因数

加权平均功率因数是指在一定时间段内功率因数的平均值。 6) 功率三角形

有功功率、无功功率与视在功率三者的关系为S=P+Q，符合勾股定理，遵循三角形的关系。

2

2

2

S Q P

3） 供电政策中关于谐波部分要求

《中华人民共和国电力法》指出：“用户用电不得危害供电、用电安全和扰乱供电、用电秩序”。《供电营业规则》中规定：用户的非线性阻抗特性的用电设备接入电网运行所注入电

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网的谐波电流和引起公共连接点至正弦波畸变超过标准时，用户必须采取措施予以消除。

根据国家标准GB/T14549-93的规定，滤波装置投运后，注入考核点的谐波电压和电流畸变率应满足国家标准的要求。

★ 公共电网谐波电压（相电压）限值

电网标称电压（KV） 0.38 6-10 35-66 110及以上 电压总谐波畸变率（%） 5.0 4.0 3.0 2．0 各次谐波电压含有率（%） 奇次 4.0 3.2 2.4 1．6 偶次 2.0 1.6 1.2 0．8 ★ 注入公共连接点的谐波电流允许值

标准 电压 （kV） 0.38 6 10 35 66 110 基准 短路 容量 （MVA） 10 100 100 250 500 750 谐波次数及谐波电流允许值 2 78 43 26 15 16 12 3 62 34 20 4 39 21 13 5 62 34 20 6 26 14 8.5 7 44 24 15 8 19 11 9 21 11 10 16 8.5 11 28 16 12 13 7.1 13 24 13 14 11 15 12 16 9.7 17 18 10 18 8.6 4.7 6.1 6.8 5.3 6.4 3.12 7.7 12 5.1 8.8 8 4.13 8.1 13 5.4 9.3 1 3.9.6 6.0 9.6 4.0 6.8 0 6.8 5.1 9.3 4.3 7.9 3.7 4.1 3.2 6.0 2.8 4.1 3.1 5.6 2.6 4.7 2.2 2.5 1.9 3.6 1.7 4.3 3.3 5.9 2.7 5.0 2.3 2.6 2.0 3.8 1.8 3.2 2.4 4.3 2.0 3.7 1.7 1.9 1.5 2.8 1.3 备注:220KV基准短路容量取2000MVA。 2.3 为什么要进行无功补偿

上面提到过，无功功率绝不是无用功率，在交流供电系统中，电感和电容都是必不可少的负载，如电动机、变压器等铁磁性负载，如果没有感性无功的励磁，设备无法正常工作，比如定距离送电的线路本身，就是容性负载，只要是送电当中就会相当于电容器在工作。那么也就是说在交流供电系统中，无功的存在对能量的传输和交换有着巨大意义，不可缺少，或者说离开无功功率的交换系统就不能正常工作。

那么，大量的无功由哪里来？系统中众多的无功负载，尤其是感性无功负载，正常来讲，这些负载所吸收的无功功率是由发电厂提供的，也就是说发电机在工作时就会向系统释放有功电能，同时对感性负载提供相应的无功电能。发电机运行时必须要保持适当的无功输出，如果没有无功输出就会对发电系统造成破坏性的影响,也就是说保护系统的无功平衡至关重要。

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当系统中无功功率需求增大时，如果不在系统人为地安装无功补偿装置，发电厂要通过调相的方式来加大无功功率输出，由于发电机的容量是有限的，那么就势必要减少有功功率的输出量，也就是降低发电机的输出能力，为满足用电的要求，发电机、供电线路和变压器的容量需增大，这样不仅增加供电投资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。

为了降低发电厂的无功供给压力，我们在供电系统中感性负载消耗较大的点投入相应的电容器来为感性负载提供无功功率，这样就极大的减轻了发电厂的无功供给压力。用户应在提高用电自然功率因数的基础上，设计和装设无功补偿装置，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功倒送。同时将用户的功率因数达到相应的标准，以避免供电部门加收力率电费。因此，无论对供电部门还是用电部门，对无功功率进行自动补偿以提高功率因数，防止无功倒送，对节约电能、提高运行质量都具有非常重要的意义。 2.4 无功补偿的基本原理

一般在系统中所说的无功负载大部是感性无功负载，把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当感性无功负载吸收能量时，容性负载释放能量，而感性负载释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在容性负载和感性负载之间交换，这样容性负载所吸收的无功功率可以从容性负荷装置输出的无功功率中得到补偿，无功功率就地平衡掉，以降低线路损失，提高带载能力，降低电压损失及缓解发电厂的供电压力，这就是无功补偿的基本原理。

★ 相位分析无功补偿的基本原理

电感负载中电流IL滞后电压90°,而纯电容的电流Ic则超前电压90°,如图所示。电容中的电流与电感中的电流相位相差180°,可以相互抵消。

电力系统中的负载大部分是感性负载，因此总电流I将滞后电压一个角度Φ1,如果将并联电容器与负载并联，这时I′＝I+IC,电容器的电流将抵消一部分电感电流，从而使总电流从I降低到I′，相位角由Φ1减少为Φ2,可以提高功率因数，无功就地平衡掉。 2.5 无功补偿的形式 1） 个别补偿

个别补偿就是对单台用电设备所需的无功就近补偿的办法，把电容器直接接到单台用电 设备的同一个电气回路，用同一台开关控制，同时投运或断开。这种补偿方法的效果最好，电容器靠近用电设备，就地平衡无功电流，可避免无负荷时的过补偿，使供电质量得到保证。这种补偿方式常用于高低压电动机等用电设备。但这种补偿方式在用户设备非连续运转时，电容器利用率低，不能充分发挥其补偿效益。

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2） 分散补偿

分散补偿是将电容器分组安装在车间配电室或变电所各分路的出线上，它可与根据系统 负荷的变化投入或切除电容器组，补偿效果也比较好。但造价相对较高。 3） 集中补偿

集中补偿是所电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线上。这种补偿方式安装 简单，运行可靠，但补偿效果较前两种补偿方式差，造价也相对较高。 2.6 无功补偿的收益 1） 无功经济当量

有功功率损耗是以千瓦小时来计算的，而无功功率并不代表能量，是为了表达无功功率与能量损失的关系，因此引入了无功经济当量的概念，来表示无功功率在系统中流动时无功功率与能量损失的关系。

无功功率经济当量的含义是指每补偿1KVAR无功功率在整个电力系统中节约的有功功率损耗。经济当量用K表示，单位是千瓦/千乏（KW/KVAR）。 图1为电力负荷在采取无功补偿前的潮流图，图中

P ——负荷有功功率； Q——负荷无功功率；U——负荷端运行电压； I ——供电线路电流； R——电源端至负荷端之间线路电阻； 由电流I与视在功率S和电压U的关系，可得

I?S3U ? （1）

当电流流过供电线路产生的有功功率损耗（三相）△P 。 △P=3×IR ? （2） 将（1）式代入（2）式得

2

S2△P=2R ? （3）

U由公式 ：S=P+Q? （4）将（4）式代入（3）式得

2

2

2

P2?Q2R ? （5） △P=2U～ R U I - 7 -

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P-jQ P-jQ 图1 安装无功补偿装置前的无功潮流图

在负荷端装设容量为QC的并联电容器装置后电力潮流图下图所示。

当负荷端的电容器装置投运后，使供电线路输送的无功功率减少，从而使流过线路的电流减小，相应降低有功功率损耗。

～ R U I1 P-j(Q –QC) jQC

P-jQ

图2采取电容补偿后潮流图

按图2所示电力潮流，供电线路的有功功率损耗△P1

P2?(Q?QC)2?P1?R ? （6）

U2装设无功补偿装置后所降低的功率损耗△△P △△P = △P- △P1

2QQC?QC= R ? （7） 2U无功经济当量的定义为装设单位容量的无功补偿装置后所降低的有功功率损耗，用K表示 K=

2??P 2Q?QC?R ? （8） 2QcU式（8）中Q、QC的单位为kvar，U的单位为kv，电阻的单位为? ，K的单位为KW/kvar。 由式（8）可得出以下结论：

? 无功经济当量值与电网的电阻R成正比，计算点距电源点越远，电阻R越大，则节约当 量值也越大。如果进行无功补偿，则节约的有功损耗越大；如果从网外输入无功，则增加的损耗越大。

? 无功经济当量值与无功负荷Q成正比，负荷的功率因数越低，从网外输入的无功功率越 大，造成的有功损耗也越大；如果进行无功补偿，节约的经济效果越好。

? 无功经济当量与（2Q?Qc）的差值成正比，补偿容量Qc越小，则差值越大，节约的 经济当量越大；反之，如果补偿容量越大，则节约的经济当量值越小。因此，无功补偿的水平应控制在经济合理的范围内。

? 无功经济当量值与电压U的平方成反比，因此在电压等级较低的电网中或靠近电网末端

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进行无功补偿时，节约的无功经济当量值较高；如果这些点从网外输入无功，则造成的有功损耗较大。

? 根据无功经济当量可以估算该负荷点进行无功补偿的必要性及补偿后的经济效益。

无功经济当量K的值与负荷点到电源的电气距离有关，发电厂直配线供电负荷，无功经济当量取0.03；二级变压供电负荷，无功经济当量取0.06；三级变压供电负荷，无功经济当量取0.09。

因此对于用电负荷进行补偿时，每补偿1KVAR电容器，每天可以节约：1KVAR× 0．09KW/KVAR×24小时=2。16度电。

2） 补偿无功功率，提高功率因数（如下图所示）

S1S2?2?1Q1Q2P

式中：

P——有功功率，KW S1——补偿前的视在功率 S2——补偿后的视在功率 Q1——补偿前的无功功率 Q2——补偿后的无功功率 Φ1——补偿前的功率因数角 Φ2——补偿后的功率因数角

由图示可以看出，在有功功率P一定的前提下，无功功率补偿以后（补偿量，功率因数角由Φ1减少到Φ2，则COS ?2＞COS?1提高了功率因数。 Qc?Q1?Q2）

3） 降低输电线路及变压器的损耗

合理的补偿可以有效的降低系统电流，以系统自然功率0.7为例，如通过补偿装置将系统功率因数提高到接近1的水平，系统电流将下降30%左右，即线路和变压器的损耗可降为P=IR＝(1-30%)R=0.49R，即线路和变压器损耗可降低51%。 也可以通过下列计算公式计算线损和变压器铜损降低率：

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2

2

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??cos?1?2?线损降低率＝?1－??cos?2????100%

????????cos?1?2?变压器铜损降低率＝?1－??cos?2????100%

??????线损降低率与变压器铜损降低率是相同的。

用电企业的自然功率因数一般在0.7左右，功率因数从0.7提高到0.95以上线损降低率和变压器的铜损降低率如下表：

cos?1 COS?2 线损降低率 变压器铜损降低率 0.7 0.95 46% 46% 0.7 0.97 48% 48% 0.7 0.98 49% 49% 0.7 1 51% 51% 降低线路及变压器损耗，节约有功电度，是重要的节能措施。如在石油行业中，线路比较长，而且比较复杂，那么可以通过增加无功补偿设备来降低运行电流，从而降低线路损耗，节约有功电度，节能效果明显。

4） 增加电网的传输能力，提高设备利用率

由于补偿装置可以有效的降低系统电流和视在功率，故可以有效的降低电网建设中所有相关设备的容量，从而降低电网建设中的投资。功率因数在0.7左右的系统，由于有效的补偿可使系统电流下降30%，即提高发电厂、变配电设施30%的带载能力。

如果变压器及线路小容量不足时，可以通过安装无功补偿装置的方法解决。安装无功补偿装置可以使无功功率就地平衡，从而减小流过线路及变压器的电流，减缓导线及变压器的绝缘老化速度，延长使用寿命。同时可以释放变压器及线路的容量，增加变压器及线路带负荷能力。

如，有一台100KVA变压器，目前负载率为85%,cosΦ=0.7。如果加装无功补偿设备，可使变压器释放30%的带载量，用户可在变压器不增容的情况下，增加负载，进行扩大再生产。

5） 改善电压质量

由于系统存在的大量感性负载将造成供电线路压降，尤其在供电线路末端更为严重，通

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过合理的补偿可以有效的缓解线路压降，改善电能质量。 线路中的电压损失?U的计算公式如下：

?U?3式中：

P——有功功率，KW U——额定电压，KV R——线路总电阻，? Q——无功功率，KVAR Xl——线路感抗，?

P?R?Q?Xl－3

×10

U由于系统的感抗远远大于阻抗，从上式中可以看到,无功的变化会引起电压产生很大的变化。当线路中，无功功率Q减小以后，电压损失也就减少了。

对于供电线路末端电压一般较低，可通过增加无功补偿装置来提升线路末端电压，使用记设备安全可靠运行。

另一方面，随着工业的发展，大量的自控设备及非线性负载的使用，使大量谐波在供配电网络中的流动，污染电网。通过合理的配置补偿滤波设备，抑制或大幅度降低谐波对供电系统和用电设备的影响是改善电能质量的主要手段之一。 6）节约电费支出

通过合理的补偿，，使计量点的功率因数达到国家标准的要求，可以消除力率电费，从而使电力用户电费支出大幅度降低。 2.7 无功补偿的理解误区

1） 补偿后，我们能看到电流表上电流明显下降，但电流下降的比例并不能代表电能节约的比例。由于电流表显示的电流为系统的视在电流，而有功电流、无功电流和视在电流的关系为方均根值的关系。

2） 补偿装置不能使用电设备本身节能。用电设备建立磁场需要的无功能量是必不可少的， 安装无功补偿装置后，使用电设备的磁场能量和电容器的电场能量互相交换，无功就地平衡。 3） 不是所有的环境补偿装置都能节能，无功补偿主要是解决负荷感性无功过多的问题，在 纯阻性负载或功率因数较高时不需要加装无功补偿装置。

4） 不是补偿越多越好，补偿容量过多，会造成过补偿，过补偿一样会增加损耗。

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5） 功率因数的提高主要是为电力系统节能的，与企业内部能量损耗无关。

无功就地平衡，减少线路中无功电流的流动，是降低线路有功损耗最有效的方法。如果用户在负荷的终端做补偿，流过用户线路和变压器的电流会相应的降低，有功损耗与电流的平方成正比，线路和变压器的有功损耗会有明显的下降，且功率因数得到显著提高。如果用户在计量点的出口处做高压补偿，只能提高用户出口的功率因数，降低供电部门的线路损耗，用户的损耗不会有变化。

3. 常用负载的特点（目前正在整理中） 4. 无功补偿装置的设计

4.1 了解用户需求

设计产品时，应先了解用户的真正需求，有针对性的设计出可行的技术方案，设计出满足用户需求的产品。根据经验总结，用户大概有以下几种需求，我们根据用户的需求应做到： 1) 解决力率电费：减少或消除力率电费，为用户降低生产成本； 2) 降低线路损失：减少由于线路过长导致的有功消耗，节约电能； 3) 降低主变损失：减少由于主变电流导致的有功损耗，节约电能；

4) 释放主变容量：减少被无功功率所占用的主变容量，提高变压器供电能力； 5) 提高末端电压：因线路无功损耗过大末端电压降低，不利动力设备的运行； 6) 电网滤波：提高电网质量，削弱谐波影响； 7) 设备更新：提高设备运行稳定性、先进性； 8) 设备新装：建厂初期的电气规划、设计。 4.2 详细了解、确定方案

1）了解的人员：电工、动力部负责人、电气部负责人、值班人员等。 2）了解的地点：

? 配电室：开关柜、计量柜、系统图。仪表指示（电压、电流、功率因数、有功电量、无

功电量、计量方式、计量标准、日工作小时数、月工作天数、灯力分算比、补偿装置安装空间与系统连接途径、方法。

? 变压器室：型号、容量、变比、变损、负载率、供电范围、短路阻抗。

? 车间典型负荷：工作间歇性、主变化速度、谐波发生量、空载满载时的电流、占全部设

备的容量比例。

? 原有补偿装置：效果不好的原因，损坏的器件、新换设备的占地空间（面积、高度）。

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4.3 确定补偿方案，需要掌握以下参数 1） 计量点

计量点是供电部门与电力用户的产权分界点，就是说可以在计量点以下的线路上连接补偿装置。采样哪个点要视具体安装条件而定。如果负载电流很小的话，在高压采样就更小了，所以这个时候建议要在二次侧采样。但是要考虑变压器的无功损耗占有的比例，如果虽然负载电流很小，但是变压器的自身无功消耗较大，且随负载波动而变化，那可能还是要在一次侧采样。

① 计量点需要了解的内容： ? 计量点的电压等级；

? 计量点的计量方式(高压计量、低压计量)； ? 计量点的计量标准（0.9、0.85、0.8）； ? 计量点的数量（一个或两个或有更多）。 ② 需要注意的地方

? 如果计量点电压等级很高，不适合安装无功补偿装置或者说不适合我方安装时，就要寻

找我们能安装补偿装置电压等级的线路。补偿点的电压等级，必须是我们力所能及的。 ? 计量点只能决定计量的标准、采样点的位置，不能决定补偿装置的接入点。 ? 补偿点是高压还是低压取决于补偿的效果和装置的造价等因素。

计量点一般只需要了解是高压计量还是低压计量，是一个计量点还是两个计量点，是加变损还是不加变损，是在计量点采样还是在计量点以下的某个电压等级处采样，是考虑定补还是不考虑定补。 2） 补偿容量的确定

① 根据变压器容量（估算误差比较大）

可以按照下式计算：补偿容量＝变压器容量×30%～40%。 ② 通过电费单据中的无功电量确定

需要了解的数据有：最高的月无功电量、月生产时间（日工作小时数×月工作天数） 补偿容量(千乏)＝月无功电量/月生产时间 ③ 电流＋功率因数法

需要了解的数据有：最大电流、最大电流时的功率因数 得到功率因数的方法有以下几种：

? 当用户计量表是转盘式时：观察并计算无功表和有功表转盘的圈数之比；

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? 当用户计量表是电子式时：观察并计算显示屏下方小红灯的闪动次数比； ? 当用户总柜有功率因数表并且好使时：直接读取功率因数；

? 当出现力率电费时：了解供电政策中灯力分算及变损情况，计算罚款比例，查功率因数

奖罚比例表得到；

? 历史电费数据或记录数据中的无功与有功之比； ? 通过我们的控制器现场测量；

? 通过供电部门安装的电力负荷监控仪表显示的数据得到；

补偿容量计算方法：

有功电流＝最大电流×功率因数；无功电流＝有功电流×表比数；补偿容量（0.4KV的计算方法）＝无功电流/1.44。 ④ 月有功电量+功率因数法

Q?P(tg?1?tg?2)?p?k?补偿容量

⑤ 根据最大电流和功率因数还可以用查表来计算

Q?I?K'?补偿容量

4.4 电容器额定电压的确定

为什么要调查白天电压和夜间电压呢?

是因为有的地方二者的数值是不一样的。其实完整说法应该是：用电时的电压和不用电

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时的电压。如果有的方案中存在定补的情况，就要注意了。有时夜间或不用电时的电压会很高，而此时自动补偿的电容器都已经退出的工作，只有定补的电容器还在继续，所以一定要观察夜间或不用电时的电压。依据此数据来确定定补电容器的额定电压。一般电容器的额定电压的1.1倍要大于等于电网实际电压。 4.5 产品设计应考虑的主要因素 1) 谐波

充分了解用户系统是否含有谐波源，谐波情况是否严重，考虑是否选配电抗器，根据谐波种类及含量考虑电抗率等。

★ 电抗率的选配

① 选择电抗率为6%的电抗器

对于六脉整流设备，变频器、直流电弧炉、直流轧机及中频炉等非线性负荷通常产生的特征谐波为五次、七次谐波及以上谐波，为了抑制电容器对谐波的放大作用，选择串联电抗率为6%电抗器。

② 选择电抗率为12%的电抗器

对于电焊机、交流电弧炉、铁合金炉、电石炉等负荷通常产生的特征谐波含有三次及以上谐波，应选择串联电抗率为12%的电抗器。 2）回路容量配置

在现场通过总电流或用电量或有功功率表、值班记录等，相关信息确定好补偿容量后，还要考虑回路数的设置及回路容量。一般来讲我们考虑回路数时，是要保证和满足现场补偿精度的要求，如果我们设置的最小回路数为XKVAR，也就是说我们会考虑系统无功变化，如果超过了X，我们的装置就会动作。反过来讲只要电容器足够，设备正常运行，我们能保证系统无功最多也不会超过XKVAR。这样根据系统的有功功率及功率因数变化情况我们就能得到系统的补偿效果。如果可以考虑适当的过补我们还可以将补偿精度提高1倍左右。这样我们就能估算出表中每月最可能出现的无功电度数。可以与用户承诺可以将补偿效果保证到某一程度，或者通过每月最多能产生的无功电度数，根据相关供电政策计算了每月电力部门考核的功率因数值，推算无功电费的变化。

根据用户的需求和我们的期定目标来设计补偿装置，在我们规范的产品内寻求相应规格配套产品。尽可能减少回路数的设计并尽可能采用等容投切的方式来满足用户的需求。对于装置来讲，分级数越多与系统产生谐波的机率越大。对于不等容投切，分级数相对回路更多，

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往往是容量越小的电容器组动作的越频繁，对该回路的使用寿命影响较大，等容投切可以使回路工作相对平衡，在满足补偿精度的情况下减小回路数有利于我们降低成本和保证设备长期稳定运行。 4）投切开关

? 负荷变化很快的要考虑使用可控硅式补偿装置。

? 负荷变化慢的使用什么形式的投切开关都可以，关键是看对方的需求如经济实力和业务

员最终得到的利益决定。如果对方的经济实力不好,可以考虑安装接触器式补偿装置。 5） 企业工作班制

企业的日工作小时数一般可以按8\\16\\24小时计算,但如果生产的负荷很小尤其是一天不全是开启设备的时候,就要按照实际的工作小时数计算。 6) 突变负荷

观察电流表，电流表上的电流有非常快的变化时，比如突然达到一个很高的数值马上又降到正常电流，这个情况下应该按照电流的稳定值计算。因为突变的电流只是一瞬间而已，如果把这个电流值计入到补偿容量的计算当中去,投资会很大。 7）灯力分算

当存在灯力分算时，有功电量有减去照明电量，再和无功去计算功率因数。当然了，如果还有变损的话，还要把无功电量加上变损的数值，再和有功电量一起计算功率因数。 8) 关注设备的安装位置与进线方式

我们在设计产品时，要了解设备的安装位置和进线方式，设备在生产过程中应该注意哪些问题，现场安装是否有问题等。 9) 关注系统与其它设备的配套性

关注设备与其它设备（如开关柜）如何并柜，或单元与柜厂柜体如何配套，从结构上和电气接线上等。

10) 关于通讯与维护的配合 11) 用户的特殊要求

5. 关于谐波与谐波治理(目前在进一步整理当中)

5.1 关于谐波

在供用电系统中，通常总是希望交流电压和交流电流呈正弦波形。正弦电压施加在线路无源元件电阻、电感、电容上，其电流和电压分别为比例、积分、微分关系，仍为同频率正

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弦波。但当正弦电压施加在非线性电路上时，电流就变为非正弦波，非正弦电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。当然，非正弦电压施加在线性电路时，电流也是非正弦波。这些区别于正弦波形的非正弦波形，用傅立叶级数展开，就是我们所说的谐波，谐波的频率是基波频率的整数倍。 1）谐波的产生

电网谐波来自于3个方面：一是发电源质量不高产生谐波；二是输配电系统产生谐波；三是用电设备产生的谐波。其中用电设备产生的谐波最多。

★ 具有铁磁饱和特性的铁芯设备，如：变压器、电抗器等；主要特征谐波为3次、5次、7

次谐波。

★ 以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备，如：气体放电灯、交流弧焊机、炼钢

电弧炉等；主要特征谐波为2次、3次、4次、5次谐波。

★ 以电力电子元件为基础的开关电源设备，如：各种电力变流设备(整流器、逆变器、变

频器)、相控调速和调压装置，大容量的电力晶闸管可控开关设备等，它们大量的用于化工、电气铁道，冶金，矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。六相整流装置的特征谐波为5次、7次谐波；十二相整流装置的特征谐波为11次、13次。 2）谐波的危害 ① 污染公用电网

如果公用电网的谐波特别严重，则不但使接入该电网的设备（电视机、计算机等）无法正常工作，甚至会造成故障，而且还会造成向公用电网的中性线注入更多电流，造成超载、发热，影响电力正常输送。 ② 影响变压器工作

谐波电流，特别是３次（及其倍数）谐波侵入三角形连接的变压器，会在其绕组中形成环流，使绕组发热。对Ｙ形连接中性线接地系统中，侵入变压器的中性线的３次谐波电流会使中性线发热。由于谐波的频率较高，使导线的集肤效应加重，因此铜损急剧增加。同时变压器铁心由于不能适应急剧变化的磁通而导致铁损急剧增加。 ③ 增加输电线路功耗

如果电网中含有高次谐波电流，那么，高次谐波电流会使输电线路功耗增加。 如果输电线是电缆线路，与架空线路相比，电缆线路对地电容要大10～20倍，而感抗仅为其1/3～1/2，所以很容易形成谐波谐振，造成绝缘击穿。 ④ 谐波会影响表计的计量精度

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从原理上进行分析：谐波源将谐波发送到电网中去，因此电能表会将谐波能量当作发电来进行计算，从而导致计量误差。因为在高次谐波严重的情况下（例如中频炉）会严重影响电能表的计量精度，导致莫名其妙的丢电现象。 ⑤ 继电保护机构可能会由于谐波而产生误动

如果继电保护装置是按基波负序量整定其整定值大小，此时，若谐波干扰叠加到极低的整定值上，则可能会引起负序保护装置的误动作，影响电力系统安全。 ⑥ 所有接于电网中的设备的损耗都会增加，温升增加

含有电容器的设备受影响最为严重，甚至可能导致设备损坏以及电容器爆炸等事故。在电网中金属化膜电容器被大量用于无功补偿或滤波器，而在谐波的长期作用下，金属化膜电容器会加速老化。 5.2 谐波的治理

1) 在谐波源处加装设无源调谐滤波装置，吸收谐波电流，有效地减少谐波量。

2）加装有源滤波装置，采用补偿原理，向电网注入理谐波电流相位相反、幅值相同的电流，来抵消电网中的谐波，从而达到抑制谐波的目的。

3）加装静止无功补偿装置（SVC），对系统、负荷无功功率进行快速动态补偿，改善功率因数，抑制不平衡电流产生，并滤除谐波源发生的谐波。 4）改造谐波源，优化电力设备的结构设计和工艺。

5）采用多相多脉动组合整流装置，整流变压器的二次侧相数越多，整流脉动数越多，其次数低的谐波分量被消去的也就越多。采用Y/△或△/Y接线的整流变压器,能自然抑制3的整数倍高次谐波。 5.3 关于谐振

由于电力系统中存在大量非线性负荷，根据并联电容器组和谐波源的位置，电容器组(容抗) 和系统等效电路(感抗)之间会出现串联谐振或并联谐振。

当系统在基波的状况下，由于系统的容量很大，所以阻抗很小。而我们补偿的电容器在低压侧一般几百千乏，高压侧不过几千乏或上万千乏，容量比较小，阻抗很大。远远不能满足谐振条件（nXL＝XC/n,n=1即ωL=1/ωC, ω=2πf），因此，在基波状况下，不会产生谐振。 但在谐波状况下，随着频率的变化，系统和电容器的阻抗均发生变化，系统感抗大大增加而容抗大大减小，一旦达到nXL＝XC/n ,即nωL=1/nωC, ω=2πf,其中n为谐波次数，满足谐振条件，就会产生谐振。那么也就是说，无论功率因数是否为1,在谐波状况下都有可能产生谐振。这种谐振会使谐波电流放大几倍甚至几十倍，会对系统特别对电容器和与之串

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联的电抗器形成很大的威胁，常常使电容器和电抗器烧坏。

避免谐振最常用的方法是与电容器串联适当电抗率的电抗器，调谐的谐振频率低于网络中产生的最低次谐波的频率，这样，无论是串联谐振还是并联谐振都可有效的避免。

6. 无源滤波装置的设计思路(目前在进一步整理当中)

6.1无源滤波器设计的一般性原则

由于无源滤波器是由各种不同形式的滤波器组合而成的，结构和参数并非唯一。在满足技术要求（谐波治理和无功补偿）的前提下，可有多种不同的设计方案，在工程上往往选择最经济的方案。无功补偿容量根据系统要求而定，谐波治理要求则需要按相应的国家标准确定。我国的谐波标准包括对谐波电压和电流的含量以及畸变率的限制。

在实际应用中，无源滤波器的设计一般先根据电网的谐波状况（即接入点或谐波源的谐波次数和含量）和相应限制标准来确定无源滤波器的类型和组数，如谐波源为带阻感负载的三相全控整流桥，其特征谐波为6k±1（k为自然数）次，则应装设5、7次单调谐滤波器和二阶高通滤波器各一组。然后，再对无源滤波器进行参数设计和运行校验。综合目前的设计方法和思路，可以得到无源滤波器设计的一般性原则：

1）电容C、电感L、电阻R之间关系满足无源滤波器的滤波要求。 2）整体阻抗不应与电网阻抗形成串、并联谐振。 3）装设无源滤波器后的电网谐波含量低于国家标准。

4）各组无源滤波器谐波容量的计算不仅要包含各自所滤除的谐波容量，还要加上10％的背景谐波容量。系统中的谐波源的投入与工作情况是变化的，若不考虑背景谐波，无源滤波器容易发生过载。

5）设计时应保证在正常失谐的情况下无源滤波器仍能满足各项技术要求。正常失谐是指系统正常频率漂移。我国电力系统的正常频率偏差范围是±0.2％Hz，特殊情况下也不得超过±0.5％Hz。温度变化时的电容值可能变化±2％，制造误差为-5％～+10％，电感的制造误差约为±3％。

6）避免各无源滤波器之间的并联谐振。 6.2 单调谐滤波器

单调谐滤波器为R、L、C串联电路，回路谐波阻抗为：

Z?R?j(nXL1?XC1) n - 19 -

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对某次特征谐波而言，当nXL1?XC1时，回路处于电压谐振状态，此时回路谐波阻抗n最小，可有效地吸收对应次数的谐波电流。单调谐滤波电路如图1所示。

单调谐滤波电路 图1

单调谐滤波支路阻抗频率特性如图2所示。

160140120100806040200010020030040050060070080090010001100120013001400

单调谐滤波电路阻抗频率特性 图2

6.3 高通滤波支路

高通滤波支路用于滤除幅值较小，较宽频带内的谐波。电路形式为R、L、C混联电路， 回路谐波阻抗为：

Z??j

XC1?R//nXL2 n当谐波次数n→∞时，回路阻抗Z?R，高通滤波支路阻抗频率特性如图4所示。

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1201008060402000200400600800100012001400160018002000220024002600

高通滤波电路阻抗频率特性 图4

7. 我公司产品与市场常规产品从器件上的区别

7.1 低压无功补偿装置 1）控制器

控制器是补偿装置的核心器件，大多数补偿装置不能正常运行， 多数由控制器引起。现在一般在市场上采购的控制器为方型开口尺寸为140*180。一般用数码管显示。其价格在200元左右。

对此类产品在现场运行情况的了解中我们发现控制器不能正常工作是设备绝大多数故障的根源，此类产品的抗干扰能力差，经常死机。在负荷突然起动或停止时产生的故障较多。比如设备突然停止时电容器不切反而投，还有此类产品采用功率因数投切，其有效测量控制范围较小，补偿精度差，在系统功率因数较低、设备空载时容易不正常投入，造成过补现象。当不投入电容时，COSΦ1﹤COSΦ2 ，投入后COSΦ1﹥COSΦ2 就导致了控制器不停的发出投切指示，我们称之为投切振荡 。尤其针对接触器控制的电容器组，接触器本身具有一定的机械寿命，频繁动作会减短接触器的机械寿命。还有如果不能保证电容器充分放电，就在此投入，对系统的冲击对电容器本身的寿命影响都很大，所以要避免电容器投切振荡的产生。此外这类产品没有考虑谐波对其本身的干扰，一旦系统谐波较大控制器就不能正常工作更容易产生死机现象，或是遭成功率因数过低达不到补偿效果。

CEQK型无功补偿控制器是我们公司研制的新一代无功补偿装置的配套产品，也可作为测量仪表单独使用。它以无功功率为投切信号，克服了普通控制器功率因数测量精度范围小、控制器易误动作等缺陷，杜绝投切振荡。控制器抗干扰能力强，可在系统存在一定的谐波范围内正常工作。 主要功能：

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1．液晶显示功能：可实时显示负载电流、系统线电压、无功功率、功率因数、频率、电容器投切状态、温度等参数。

2．参数设置功能：可在线设置CT变比、PT变比、电压上下限、无功上下限、电容器投切延时、谐波电压百分比上限值。

3．保护功能：具有过压、欠压、谐波、缺相保护功能。 4．控制功能；可控制1—10组电容器循环投切或堆叠式透切。 6．停电自动退出运行，送电后自动恢复运行。 技术特点：

1．系统采用一相电流，另两相电压，以无功功率为投切信号，杜绝了投切振荡。而常见的控制器以功率因数为投切信号，在系统功率因数较高或较低时容易产生投切振荡。 2．CEQK控制器能检测到系统电压谐波百分比通过设置当谐波在一定范围内装置可正常工作。

3．常见的控制器在系统功率因数很低时，由于测量范围较小而致使其不动作，达不到补偿的目的。而CEQK型控制器无此现象。

4．常见的控制器在系统负荷全部停止的瞬间有继续投如入电容器的现象。这样就使补偿精度降低。而CEQK控制器能实时跟踪负荷的变化进行补偿，不会出现这样的现象。 2）投切开关：投切开关有三种分别为接触器、无触点开关、复合开关 ① 接触器

目前常规的补偿装置采用CJ19、CJ16型专用接触器来投切电容器，这种接触器有如下特点：在主触头上连动一组辅助触头，辅助触头串有限流电阻，在投入电容器时辅助触头先导通，限流电阻限止合闸涌流，然后主触头闭和、辅助触头断开使电容器接入系统，这样就避免了涌流对电容器冲击及对主触头的损害，从而保证接触器前期稳定运行。但是这种工作原理要求主辅触头在时间上要有很好的配合，如果主辅触头同时动作那就起不到限流作用。另一方面，如果辅助触头动作但主触头的动作较慢就可能引起限流电阻发热起火引起重大事故。部分开关生产企业工艺水平较差不能精确控制产品的设计公差或材质、材料相对粗糙，这些是造成接触器不可靠的原因。质量优良的的接触器一直都是电容器投切开关的主流。我公司采用进口品牌LG公司生产的电容器专用接触器，此类产品在市场上已经大量投入使用，使用效果良好。

目前市场上有一种通过可控硅投切然后转换到此类接触器上运行的产品。我们认为不十分可取，品质优良的接触器是可以可靠运行的，没有必要采用两种限流措施，那些采用几种

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限流的方式也没有很大的意义。 ② 无触点开关

我们生产的CED型无触点开关，是一种经过零检测触发可控硅快速投切电容器的电子 型功率器件。主电路由两只反并联的晶闸管组成，此开关具有安装简单、维护方便、响应速度快、电容器投入无涌流、切除无过电压、工作无噪音，运行稳定可靠。特别适合变化速度较快的负荷。 技术特点

1．采用反并联晶闸管作为开关器件，投切无火花、无噪音、无电弧重燃、使用寿命长。 2．采用过零触发技术，使投切电容器无涌流和过电压产生，延长了电容器的使用寿命。 3．可三相和分相补偿。

4．开关的动态响应速度快，多级补偿可一次到位。

5．可接于电容器角外实现三相两控，也可接于电容器角内实现三相三控 。 ③ 复合开关

我们公司生产的CEF型电容器智能复合开关是一种智能化环保型投切开关，电容器智能复合开关既兼容了晶闸管开关零电压投入、零电流切除、响应速度快又具备接触器导通内阻小、不产生谐波、不发热等优点，是投切电容器组的理想开关。但造价相对较高。 技术特点

1．功耗接近于零，属真正的节能产品。

2．无需加装限流电抗器，彻底消除了合闸涌流，延长电容器的使用寿命。

3．内含微处理器，智能控制电容器投切，以可控硅通断电容器组，无电弧、无涌流、无过电压、响应速度快。

4．控制方式可为5—12VDC电平控制或485通讯控制（通讯功能可选配）。 5．既可控制三相“△”形接法的电容器，又可控制三组单相电容器，实现分相补偿。 3）电容器

目前，国内生产的自愈式金属化电容器普遍采用的是锌+铝或铝镀膜技术。由于热电的综合作用，镀层电极易腐蚀脱落，直接影响电容器的使用寿命；另一方面大都采用一定配比的油蜡作为浸渍剂，这样就难免产生渗漏或污染现象。由于使用全封闭的外壳，内部充满不可压缩的物质，一但发生击穿就可能引起电容器鼓肚或爆炸甚至引起燃烧。

我们公司生产的BHMJ系列电容器为纯干式全密闭式电容器，采用优质的聚丙烯膜作介质，有效的保证了电容器的稳定性和使用寿命。它的另一个特点是对电容器的外壳进行了特

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殊的设计，在电容器的铝制金属壳内部安装电容器压力保护装置，当电容器出现故障时电容器内部气体压力增大，通过气体的压力作用使电容器压力保护装置动作，电容器内部专用保险烧断，自动切断电源，故障电容器退出运行，而不影响其他电容器的运行，避免事故的扩大，提高了设备运行的可靠性。 技术特点

1．采用优质的聚丙烯膜作介质的电容器，介质损耗小于0.15％，电容器发热少、温升低、寿命长、具有良好的自愈功能，各项技术均达到国家标准：GB／T12747-2004／IEC60831-1:1996具有当代国际先进水平。

2．采用干式、无油化设计、特别适用于安全性能要求高的场所。

3．采用单芯防爆组合结构，当内部部分元件发生故障时，能自动切断该故障元件的电源、其它电容器继续安全运行。

4．内置放电电阻，当电容器切断电源后，能在3分钟内使电容器的极间电压降到50V以下。

5．外壳采用工程塑料，不生锈、不变型、不漏油、免接地端子，安装方便，免维护，与金属外壳相比更适合户外场和使用。

6．搭配灵活，可实现单相、三相△和三相Y形连接组合成不同容量的电容器组。 7.2 高压无功补偿装置 1）控制器

我们公司生产的CEQK—1型高压无功补偿器主要应用于6KV—10KV变电站（所），根据主变低压侧无功功率和6KV—10KV侧母线电压，综合控制安装在母线上电容器组的投切，实现无功供需的就地平衡。可以显著提高变电站母线电压，减少变电站的进线无功功率，减少线路损耗，提高电网的输电能力。 适用范围

适用于6KV—10KV变电站（所）或用电系统的无功自动补偿装置，即可以作为控制器完成控制保护功能，又可以作为显示仪表，显示各种电量参数。 技术特点

1．参数测量功能，可测量两段母线线电压，相电流。

2．32路开关量输入（最高可达48路）。测量外部常开接点，开关量输入状态可通过液晶或监控系统查看。32路继电器接点（常开）开出（最高可达48路）。

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3．超大液晶显示屏，全汉化显示。实时显示日期、时间，各项电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、有功电度、无功电度、电压电流谐波畸变率等模拟量，电容器投／切等状态量。

4．可对1—10组电容器进行投切，并有过压、欠压闭锁、相序错等功能。并能记录每组电容器的动作次数及投运时间。

5．保护功能齐全：具有过压、欠压、拒动、谐波保护功能。

6．现场数据记录功能：包括事件记录，极值记录，统计记录，可编程的数据采集记录等。实时测量并记录存储配变运行的各种电气数据，可存储70天记录。

7．通过笔记本电脑、抄表器或联网的方式将数据读出，并送入后台机进行分析。 8．带有四个串行通讯口，另外还可借助于电话线、无线、载波、微波等通道，既可与变电站自动化系统通信，也可实现远程维护诊断。 2）微机保护单元

我们生产的CEWB型微机保护单元是针对高压无功补偿装置而开发的专用产品。适用于6KV—10KV电压等级成套电容器装置电容器组保护，该产品外形美观、可靠性高、保护功能齐全、操作简单方便、测量精度高，是继电保护的更新换代产品，可对1—4路电容器进行保护。 适用范围

适用于高压无功自动、手动补偿装置的电容器保护，可取代传统的继电器保护。 技术特点

1．电容器组专用微机保护单元可根据用户的现场及装置的配置情况进行选择。 2．采用DSP微处理控制，硬件设计精细、简洁、可靠。

3．采用测量准确度高，动作速度快的A／D转换芯片，无功补偿装置故障时分闸速度快。 4．可靠的防电磁振荡设计，抗干扰能力强。

5．具有RS—232通讯接口，通过上位机软件可观察到电容器的电压电流波形及流入电容器组的谐波情况。

6．具有液晶显示功能，可显示保护电容器组的电压 、电流、接线方式、保护整定值及报警动作值等参数。

7．现场整定值设置方案，可通过按键手动设置也可通过上位机后台软件设置。 8．具有两段过流、短路、开口三角保护，适合于四路电容器组的保护。 技术参数

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1．工作电源电压：220V AC，允许偏差±10％ 2．额定频率：50Hz

3．测量准确度：相间电压：0.5％，线电流：0.5％ 4．标准RS—485／232通讯接口 2) 投切开关

在无功补偿装置中投切开关的优劣直接关系到装置运行的可靠性。鉴于电容器这种特殊负载的特点与其它负载有很大区别。首先表现在电容器投入瞬间涌流很大（是额定电流的几十倍到几百倍），而电动机运行时瞬间启动电流是额定电流的5~7倍。另一方面，电容器切除时会产生过电压，尤其是电容器在充满电荷后如果瞬间断电后再重新送电产生的电压叠加将会对系统产生很大的冲击，同时对电容器的破坏力极大，这是自动补偿装置产生故障的最为重要原因之一。随着供电系统负载的变化，补偿装置要随机调整补偿容量，也就是说要求开关的使用寿命很长才可保证装置的长期运行。

目前市场上自动补偿装置一般采用真空断路器或真空接触器投切电容器，从断路器投切电容器的特点看，断路器具有很强的分断能力，合闸力矩与速度也很快，但是使用寿命一般只有关1万次，另一方面，体积也相对较大，不适合使用在自动补偿装置中。而从真空接触器的特点上看，虽然使用寿命较长，但触头开矩小，分闸力矩也较小，合闸时触头会发生抖动，合分闸时触头的回弹很容易造成投切开关的重燃，造成事故隐患。

目前不管是国内外的断路器和真空接触器很少，对电容器特殊而制做的产品，鉴于以上状况，我公司技术人员联合电科院、京东方等相关技术人员设计研发了CEMCS型永磁式电容器专用投切开关，本开关具有如下特点： ? 真空管触头

真空管内的主触头采用R触头设计，集成化触头无引弧槽，表面几何形状完美、耐压高、 机械强度好、真空断路器开合过程中无变形，触点开断能力强，可靠性高。

? 主回路采用先进的极柱式固封技术，使得真空灭弧室完全不受外界环境的影响，防污秽 及防凝露强，适合恶劣环境。

? 零部件数量少，无磨损部件，主要活动元件只有一个，动作过程简单，可靠性高，少维 护。

? 采用智能型电子控制器控制操作，很容易和智能测控及保护装置组成智能测控系统，满 足自动化控制要求。

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? 机械寿命可达10万次。 3) 电容器

电容器采用韩国三和公司的产品。韩国三和为韩国国内最早生产电容器的生产厂家，年销售量已超过50亿，从材料的选择到制作工艺等均有严格的控制，所有产品均通过国际最具权威的意大利CESI检测部门的检测，技术水平达到国际领先水平。产品具有下列先进性： ? 电容器薄膜选用日本进口的薄膜，切割技术采用激光切割，避免了局部放电，提高了电 容器的运行可靠性；

? 电容器设计场强56V以下，国内外其它产品目前做到72V； ? 最大容量可做到800KVAR；

? 内置放电电阻，电路开放时，电压可以在5分钟之内降至50V以下； ? 容量在200KVAR以上，内部装设内熔丝，起到保护作用；

? 三相电容器内部设计了中性点电流探测线圈，并具有输出节点可直接控制投切开关跳

闸。

? 外壳防爆能量为：15KJ； ? 绝缘油采用低温S油； ? 使用寿命在30年以上。

8. 关于保护单元与控制器的理解

8.1 控制器 1. 概述

CEQK型无功补偿控制器是一种基于DSP核心数字信号处理芯片、实时检测电力系统无功功率和电压、电流，并根据系统无功功率和电压的大小，控制接触器或可控硅组件模块投切并联电容器组，实现无功功率补偿的电力电子装置。

CEQK型无功补偿控制器具备完善的显示、控制、保护功能。可实时显示系统电压、负载电流、无功功率、功率因数、总谐波畸变率、电容投切状态、有功功率、 程序版本号等，并可设置无功投入、切除门限、切除电压上、下限、闭锁电压上、下限、谐波百分比上限等。 CEQK型控制器，配以接触器或可控硅组件及电力电容器等组件构成的低压无功补偿装置能有效提高功率因数、改善电压质量、降低电能损耗、减小电压波动，可广泛应用于低压配电系统及工矿企业，是老式补偿装置的理想更新换代产品。

CEQK型无功补偿控制器根据应用场合的不同，可装在柱上无功补偿装置、箱式变内低压无功补偿装置、配电室屏式无功补偿装置中，并可代替原有的老式控制器实现老式无功补

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偿装置的改造，还可作为单独的测量仪表实现电流、电压及功率因数的测量和显示。

CEQK型无功补偿控制器依据先进的控制原理设计而成，拥有小巧美观的外形和模拟量开关状态的完美显示，操作灵活方便，安装简单，是配电网自动化的基本设备。 2. 适用范围

适用于低压配电系统有触点或无触点无功补偿装置，既可作为控制器来控制电容器组的投切，也可作为配电系统的测量仪表使用，可用在各行业低压配电系统配电室、生活小区等。 3. 技术特点

? 可实现三相共补和分相补偿（三个控制器实现）功能； ? 控制器可自动对1～12组电容器进行循环投切； ? 每组电容器可设定为长期接通或断开；

? 控制合理，按无功功率大小补偿无功功率，杜绝投切振荡；

? 根据不同用户的要求可在线设置切除电压上下限，闭锁电压上下限、无功投切上下限、

电容器组投切参数、运行电压范围等参数。 ? 过压或欠压时闭锁电容投切；

? 为了防止频繁动作，设置了动作延时时间；为了保护电容器免受涌流冲击，设置了每组

电容器动作间隔。

? 装置能有效提高功率因数、减少电网损耗；

? CEQK型控制器配以大容量可控硅构成过零触发开关组件，可实现电流过零时刻投切电

容，对系统无涌流冲击，可实现电容器的频繁投切，可对快速变化的无功负荷进行跟踪补偿，响应速度小于20ms，消除电压波动，抑制电压闪变； 4. 控制器的组成 4.1 控制器原理图

采样部分

配电变压器 5V 参考电压＋IC CT. UA UB 接触器/可控硅 电流信号变换 电压信号变换 高频低通滤波 - 28 - 执行单元 逻辑控制部分 CPU ROM 键盘、液晶显示部分 北京赤那思电气 培训材料

负荷 触发电路

图1 控制器原理图

RAM 指示灯 DOG 无功补偿控制器以高性能的DSP处理器为核心，包括信号采集、逻辑控制、触发电路以及键盘、液晶显示面板、运行指示灯等组成部分。控制器原理图如图1所示。 4.2 内部构成 1) 信号采集部分

为了测量系统的无功功率和电压值，控制器对A、B相电压、C相电流进行采样。信号经过电压、电流互感器隔离与运放，输入到微处理器的A/D转换接口，进行交流采样、运算和判断。

2) 逻辑控制部分

本控制器的控制部分由DSP芯片组成的控制计算机通过软件实现诸如采样、滤波、计算、延时、显示、等功能。 3) 执行单元部分

执行单元输出节点信号，外配接触器或晶闸管开关，投切电容器组。 4.3 外部构成

1) 键盘、数显及输出驱动部分

控制器设有液晶显示屏和四个操作按键，具有良好的人机界面，可通过操作按键浏览电压、电流、无功功率、有功功率、功率因数、运行状态、各组电容投切状态等参数，并可对各项参数进行设定和修改。 2） 指示灯

控制器设有装置运行灯、超前指示灯、滞后指示灯三个状态指示灯，用来显示控制器的当前状态。 3） 接线端子

控制器设有输入端子、电容器控制输出端子，供采样及控制输出。 5. 主要功能

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5.1 控制功能

CEQK型控制器设有12路控制输出，可控制12组电容器的投切。 1）三相共补控制功能

控制器采信一相电流和另外两相相间电压，可实现三相共补，适用于三相平衡系统。 控制器采集A相电流，同时采集B、C两相电压； 控制器采集B相电流，同时采集A、C两相电压； 控制器采集C相电流，同时采集A、B两相电压。 一般情况，我们选择采集C相电流和A、B两相电压。 2）分相补偿控制功能

控制部分由A相控制器、B相控制器、C相控制器三个控制器组成，可实现分相补偿，适用于三相不平衡系统。

A相控制器采集A相电流和A相电压； B相控制器采集B相电流和B相电压； C相控制器采集C相电流和C相电压。 5.2 显示及设置功能

控制器本身具有液晶显示屏，可实时显示系统电压、负载电流、无功功率、功率因数、总谐波畸变率、电容投切状态、有功功率、 程序版本号等，并可现场设置参数，可设置无功投入、切除门限、切除电压上、下限、闭锁电压上、下限、谐波百分比上限等。 5.3 保护功能

1）过压、欠压保护功能：控制器对于电容器正常投切电压有一定的限制，如果系统电压较高，为避免投入电容器后系统电压会更高，控制器自动闭锁电容器组的投切；如果系统电压超出范围，则强行切除电容器组；如果系统电压过低较低，则控制器强投电容器组，可以提高系统电压，但如果电压过低时，可能是由于系统出现故障而造成的，控制器强行切掉电容器组。

? 过压保护：母线电压高于过压设定值时，延时60S后，全部切除所有投入的电容器组； ? 欠压保护：母线电压低于欠压设定值时，延时60S后，全部切除所有投入的电容器组； 2）谐波保护

当系统谐波含量较大时，为避免电容器对谐波进行放大，影响设备的正常运行，控制器将切除所有投入的电容器组。

母线电压的谐波百分比高于设定值时，切除所有投入的电容器组。

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5.4 自动运行功能

控制器具有自动运行功能，停电时自动退出、送电后自动恢复运行。 6. 工作原理及过程 5切除电压上限423闭锁电压上限闭锁电压下限切除电压下限无功下限1无功上限 五区图 A1区：电压小于切除电压下限值，全切电容器； A2区：不动作区； A3区：分组投； A4区：分组切；

A5区：电压大于过压限值，延时60S后，分组切电容器；

CEQK型控制器遵循“在保证电压不越限的前提下，使变压器从系统中吸收的无功最小”的原则、以五区图为投切依据，控制电容器组的投切，能有效地改善电压质量，提高功率因数，降低网络损耗。

在控制策略上采取预测方法，避免调节震荡和调节过程电压越限。保证以最少的动作次数，取得最佳的补偿效果。

控制器通过采集电路对系统电压和线电流信号进行采样，经电压互感器和电流互感器隔离后，再经过模数转换，将数据输入逻辑控制电路部分，逻辑控制电路经软件计算无功功率大小，并与用户设定的投入门限、切除门限相比较，再考虑系统电压幅值情况，以五区图为投切依据，确定电容器组的投切。投切命令输入到触发电路，由触发电路控制继电器动作或晶闸管通断。同时，将控制结果通过液晶显示器显示出来。 7. 使用操作

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7.1 前面板布置及简介

1） 工作状态指示灯

面板设有三个工作状态指示灯：装置运行灯、超前指示灯、滞后指示灯。

(1) 装置运行灯（兼作报警指示灯）：正常运行时，该红灯每秒闪烁一次；报警时，快速闪

烁；

(2) 超前指示灯：系统无功(<0kvar)为容性时，该灯亮； (3) 滞后指示灯：系统无功(>0kvar)为感性时，该灯亮。 2) 操作按键

面板设有四个操作按键，用以显示、翻屏、光标移动指示，参数设置调整等。

按键 7.2 开面显示

菜单状态 参数状态与显示状态转换 参数设定状态 参数光标左移 参数光标右移 下一显示屏 上一显示屏 编辑状态 参数确定 手动测试状态 光标左移 光标右移 数据减一 手动测试切除 数据加一 手动测试投入 检查电源是否符合要求，确认后将工作电源接入，显示屏默认显示运行区域位置及电压，显示画面如下：

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7.3 菜单操作简介 1）显示实时测量值

出现开机画面后，按“

”、“

”可在浏览模式下浏览其它数值，显示为网络的实

际测量值，不可进行修改设置。 ? 运行区域位置及电压

显示区域位置及电压显示画面如下图所示，A2表示运行区域在五区图中的A2区，电压显示为系统实时电压值。

? 系统电流

电流显示画面如下图所示，显示为系统实时电流值。

? 系统无功功率

系统无功功率显示画面如下图所示，显示为系统二次无功功率值。

? 功率因数

功率因数显示画面如下图所示，显示当前系统的功率因数。

? 谐波畸变率

谐波畸变率显示画面如下图所示，显示当前系统的谐波畸变率。

? 电容器状态

电容器状态显示画面如下图所示，显示当前电容器的投切状态。

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? 系统有功功率

系统有功功率显示画面如下图所示，显示系统的有功功率。

? 版本号

显示控制器的版本号。

2）参数设置

在浏览模式下，按““““按“时按“

” 、“

”键即可在同级选单中进行浏览，同时按“

” 、“

”可浏览各屏。同时按“

” 、” 、

”可进入数据修改模式，共有15屏，按“

”光标会出现在可修改的数值下面且该数值闪烁，表示现在正在数据修改模式中。按”数值闪烁会向左移动，按“

”数值闪烁会向右移动。按“

” 、“

”键可以增加数值，”键保存数据，同

”键来减小数值到需要的值，修改完后同时按“” 、“

”返回显示菜单。参数设置显示画面显示如下：

? 第一屏为切除电压上限,防止电容器组投入后系统电压会更高。

? 第二屏为切除电压下限，防止因系统故障而损坏设备，影响设备的正常运行。

? 第三屏为闭锁电压上限：闭锁电压上限为电容器组正常投切的电压最高值，电压超过该

设定值时，尽管无功大于上限，也不再投入电容，此值一般为1.07二次侧值）。

UN（

UN为PT

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? 第四屏为闭锁电压下限：闭锁电压下限为电容器正常投切的电压最低值，电压小于此设

定值时，尽管容性无功大于无功下限，也不切除电容，此值一般为0.85

UN～0.9

UN

? 第五屏为无功上限，其为感性无功：当系统感性无功大于无功上限时，控制器发出指令

投入电容器组。无功上限的设置可根据用户端的无功变化情况及精度确定。如果用户要求精度较高，可将门限设低，以满足补偿精度的要求。如果用户要求精度一般，保证无力率电费既可，则可将门限值设一些。

? 第六屏为无功下限，其为容性无功：当系统容性无功大于无功下限时，控制器发出指令

切除电容器组。

? 第七屏为电容器动作延时：即一台电容器切掉后，要经过该段设定时间延时后才能再动

作。如果用户负荷变化较快，应考虑电容器组的频繁投切，以免出现投切振荡，将投切 处时设高一些，可避免由于负荷瞬时突变而造成的投切振荡。

? 第八屏为组间动作延时：投完一组电容后，再投下一组电容所需设的延时值。如果负荷

变化较快，应将延时时间设置长一些，避免投切振荡。

? 第九屏为最大动作次数：即单天的最大动作次数

? 第十屏为CT设置，根据系统互感器变比设置，如不设置，则只显示系统的二次电流值。

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? 第十一屏为电容器可投标志，其中“

”为可投，“

”为不可投

? 第十二屏为电容器投切状态显示，可手动投入电容器，其中“”为投入状态，“

为切除状态

”

? 第十三屏为CT极性显示，通过改变其值0或1可以改变CT的极性

（6）电容器手动投切

从参数设置的“第十三屏：电容器投切状态显示”按的小横条在闪烁，按应继电器切。

7.4 后面板布置及简介

后面板设有两排端子排，如下图所示。

闪烁光标右移，按

闪烁光标左移，按

两键可以看到代表继电器对应继电器投，按

对

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8. 产品外形尺寸及安装

8.1 外形尺寸：144×144×90mm （长×宽×深） 8.2 开孔尺寸：138×138mm 8.3 重量：≤0.9kg

8.4 安装方式：依照EN50022（35mm）轨道安装或面板安装，深度90。 9. 技术参数 9.1 电气参数 1) 工作电源：220VAC 2) 测量电压：450VAC 3) 频率：50HZ

4) 电容器控制输出：继电器: 3A,220VAC 常开接点 5) 测量精度：

? 相间电压 ≤0.5%

? 无功功率 ≤1% ? 功率因数 ≤1% ? 线电流 ≤0.5%

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6) 控制器动态响应时间：≤30ms 9.2 使用环境

1）环境温度：-20～60?C 2）相对湿度：<85%（25?C） 3）海拔：<2000m

4）室内外安装，无导电尘埃、无蒸汽、无爆炸、无腐蚀性气体、无较强振动。

附录：CEQK型无功补偿控制器接线示例图：

下版新控制器在原控制器的基础上增加新功能： 1、 第一屏的区域设置取消了，直接显示实时测量值。

2、 控制器投切方式为两种：等容投切（设为循环投切）和不等容投切。不等容投切一定要

设每组电容器组的容量，投切原则为最优补偿＋每组电容器的动作次数＋首组优先 3、 可以实现真正的动态补偿：将数字滤波器屏蔽掉，没有延时，可实现真正动态补偿。

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8.2 微机保护单元 1） 概述

CEWB微机保护单元是北京赤那思电气技术有限公司针对高压无功自动补偿装置而开发的专用产品。该产品外形美观、可靠性高、保护功能齐全、操作简单方便、测量准确，能够取代传统的继电保护装置。

适用于10kV 及以下电压等级成套电容器柜每组电容器的保护。

此保护装置为电容器专用保护装置，保护出口处设有500ms延时，可以有效躲过电容器组投切涌流。 2） 主要功能

? 三段式过流保护功能； ? 不平衡电流保护功能； ? 过压、欠压保护； ? 不平衡电压保护功能. 3）保护功能原理

（1） 不平衡电压（零序电压保护）保护

零序电压（不平衡电压保护）主要反应电容器组中电容器的内部击穿。当三相电容器组中的一组内部有一只或几只电容器发生内部击穿时，会产生不平衡电压，当不平衡电压（零序电压U0）超过设定值时，则经过一定延时跳闸。 （2） 不平衡电流（零序电流）保护

虽然电容器组多数用于10KV 及以下的不接地系统，不存在单相接地保护，但是电容器组本身是由很多的小电容器组互相串并联而成，如果出现部分小电容器组击穿或短路造成三相不对称时，相间电流不能灵敏的反映故障，因此需要配备反映不对称故障的保护，零序电流保护就是其中的一项。

零序电流（不平衡电流保护）主要反应电容器组中电容器的内部击穿。当三相电容器组中的一组内部有一只或几只电容器发生内部击穿时，会产生不平衡电流，当不平衡电流超过设定值时，则经过一定延时跳闸。 （3） 三相过流保护

当A、B、C三相中任何一相电流幅值超过三段、二段或一段设定值时，相应定时器启动，若持续到整定时限，且保护处于投入状态则出口动作。若在整定时限内电流返回，则终止定

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时器，保护单元不动作。 （4）三相过压欠压保护

当A、B、C三相中任何一相电压值超过设定的电压上限，或低于设定的电压下限时，则保护单元动作。 5）参数设置

Ⅰ段电流保护定值为电容器组额定电流二次值的3～5倍乘以10； 保护延时为100～500Ms

Ⅱ段电流保护定值为电容器组额定电流二次值的2～2.5倍乘以10； 保护延时为300～1000Ms

Ⅲ段电流保护定值为电容器组额定电流二次值的1.35～1.5倍乘以10； 保护延时为1000～5000Ms

9. 设备故障的原因及处理

9.1 日常维修步骤

1）控制器液晶显示实时数据是否正常，如显示电流、电压是否与系统指示一致。 2）控制器、保护单元运行指示灯是否正常闪烁，如不正常闪烁需停掉控制器急停开关再合上（复位）即可。

3）柜内三相电流表指示是否平衡，如不平衡检查所投电容器回路是否有故障点存在。 4）柜内是否有异味发出，是否柜内温度不正常，如有需停电检查。

5）补偿设备应定期检查内部相关缧丝是否有松动，如主回路缧丝连接处有变色情况，应急时停电处理、紧固。

9.2 低压故障诊断：常见故障及处理方法 序号 1 2 3 4 5

异常现象 控制器显示系统所需无功大于上限，而不投电容 控制器上功率因数显示不正常 系统有负载工作，控制器检测不到取样电流信号 控制器显示全投，但投切开关没有动作。 控制器控制开关打到自动位置，但控制器无显示 故障原因 系统电压高于控制器电压上限 可能相序接错 控制器采样信号线接的不对或接触不良 投切开关控制电源没加过去。 可能是交流220V电源没加过来， - 40 -

解决办法 把控制器电压上限设置高于系统电压，但不能超过电压的1.1倍 检查相序 检查取样信号线 检查控制保险是否有坏的，如没坏查控制线是否有松动。 将转换开关打到自动位置，用万用表测控制器L、N有没有 北京赤那思电气 培训材料

220V，如没有再往前查，如有更换控制器。 6 控制器打到自动位置，电容器有一路自动投入 自动投入回路工作电源直通． 查控制器内部这回路继电器是否贴连，将该路控制线调到别的回路． 7 控制器显示没有投入电容器指示、但电流表显示有电流 将控制器急停开关打到停的位可控硅（复合开关）可能有置，看电流表是否还有电流，击穿，或接触器有贴连的。 如有证明投切开关有损坏，更换。 先将急停开关打到停位置，确定不是投切开关问题，测容值或再投入用钳型表卡电流确定某路有问题． 在确定变压器带负荷时再做极性侦测方能校正。 将采样电流线前移，或将电容柜主母线接在电流采样线后面。 8 电容器已投入运行，但显示三相无功电流不平衡． 电容器容值可能下降， 9 当变压器没带负荷时控制器上显不可在没有负荷时做极性示容性，此时做极性侦测，在有侦测， 负荷时控制器会一直投电容器， 电容器依次投，但控制器显示无功不变。 电容柜主母线接在采样电流线前端。 10 11 控制器显示系统电流比实际小挺多，但CT变比没设错，电容器一直投，明显过补。 控制器显示系统无功已经补偿到接近1，但用户无功表显示仍然有很多无功未补。 电流采样线有短接的地方。 查电流采样线是否两根都有接地的地方，如有拆除一处即可。 12 另有用电负荷没被控制器采样到。 将未被控制器采样到的负荷移到采样范围内，或将采样线前移。 9.3 高压故障诊断：常见故障及处理方法 序号 1 2 3 异常现象 未投入电容器控制器显示三相无功某相为负值 某路电容器自动只能投入无法切除， 电容柜遇故障时跳总进线开关 将电容柜手动/自动转换开关打到自动位置时，电容器全投。 使用真空接触器为投切开关的电容柜偶尔出现电容器无故切除的现象。 控制器输入调试程序过程中无显

故障原因 该相电流采样线极性反 该路投切开关反馈信号没加到控制器 电容柜保护单元整定值比系统开关整定值大， 在打转换开关时控制器已处于工作状态（已有控制输出）， 交流220V电压有缺相的问题 控制器本身问题 - 41 -

解决办法 将该组采样线互调． 查开关状态反馈线是否断． 将保护整定值下调低于系统开关整定值， 在确定系统主开关合上后，应先在合控制器开关60S内将转换开关打到自动位置。 从比较稳定的负荷处接交流220V电压， 重新写入启机程序 4 5 6 北京赤那思电气 培训材料

示，重送电源也无显示、且通迅灯闪一下，液晶显示屏发暗。 7 8 当用户有功负荷超过一定值时控控制器本身问题 制器显示有功与实际对应不上。 保护单元在没投入电容器时显示低电压报警 电容器不能自动投 调整保护电压下限值 1、手动/自动旋钮未处于自动位置。 2、实际无功功率小于无功设定值。3、电容柜开关处于分位置。4、定值设定不正确。 重新写入控制器有功测量范围程序。 将下限整定值设置为0即可 1、先将控制器电源复位，再将旋钮打到自动位置。 2、正常状态。 3、先将控制器复位再合上电容柜开关。 4、重新写入设定值。 9 9.4 电容器常见故障及分析

1) 并联电容器的故障判断及原因分析

? 渗漏油。并联电容器渗漏油是一种常见的现象，主要是由于产品质量不良，运行维护不 当，和长期运行缺乏维修导致外皮生锈腐蚀而造成的。

? 电容器外壳膨胀。由于高压电场作用，使得电容器内部的绝缘物游离，分解出气体或者 部分元件击穿，电极对外部气体放电，使得密封外壳的内部压力增大，导致外壳膨胀变形。 ? 电容器温升过高。主要原因是电容器过电流和通风条件差。例如，电容器室外设计不合 理造成通风不良；电容器长时间过电压运行造成电容器过电流；整流装置产生的高次谐波使电容器过电流等。此外，电容器内部元件故障，介质老化、介质损耗、介质损失角正弦值增大都可能导致电容器温升过高。电容器温升高将影响电容器的寿命，也可能导致绝缘击穿使电容器短路。

? 电容器瓷瓶表面闪络放电。其原因是瓷绝缘有缺陷，表面脏污。

? 声音异常。如果运行中，发现有放电声或其它不正常声音说明电容器内部有故障。 ? 电容器爆炸。那里的器件发生极间或对外壳绝缘击穿，与之并联的其它电容器将对该电

容器释放很大的能量，从而导致电容器爆炸并引起火灾。 2） 并联电容器的故障处理

? 电容器外壳渗、漏油不严重时，可在外壳渗、漏处除锈、焊接、涂漆。

? 如室温过高，应改善通风条件；如因其它原因造成电容器温升过高，则应查明原因进行

处理；如系电容器本身的问题则就更换电容器。 ? 电容器应定期检查、清扫。

? 若电容器有异常声音应注意观察。严重时，应立即停止其运行，并进行更换。

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? 电容器发生爆炸，应及时更换。 3）自愈式低压并联电容器故障及对策

自愈式电容器是以单面电晕聚丙烯膜为介质，单面真空蒸镀金属层为极板，采用无感绕法而形成圆柱形，在圆柱体两端喷金，焊接引线，然后装封装成为电容元件，最后把元件装在金属壳中，成为电容器成品。 ★ 过电压造成的电容器的损坏及对策

因为电容器的介质损耗PS与电容器端电压的平方成正比，即

Ps?2?fcu2tan?(W)

式中f—电网的频率，Hz c—电容器的电容值，μF u－电容器端电压，KV

tan?－电容器的损耗角正切值

由上式可知，如果电容器端电压增高，介质损耗将会显著增加，当长期超过额定电压时，将使电容器很快发热，加速绝缘老化，使聚丙烯膜击穿。

造成过电压的原因： 1） 配电线路的运行电压高于电容器的额定电压，一般情况下，要求电容器的额定电压比线

路电压高5%；

2） 带电合闸，如果电容器在带电的情况下合闸，会造成电压叠加，使电容器承受超过额定

电压很多的电压值而使电容器损坏，因此，电容器从电网中切断时，必须进行充分放电才能再次投入运行。一般情况下，低压电容器内部都装有放电电阻。

★ 合闸涌流造成电容器的损坏及对策

电容组频繁投切而产生的合闸涌流，虽然时间很短，但它的幅值很大，频率很高，会加速绝缘的老化。涌流的倍数越大，相应的频率也就越高，电容器在较高频率的作用下，最容易发生元件端部放电，造成电容器损坏。对于自愈式低压电容器来讲，过大的涌流可能会使电容器元件的喷金层脱落。

★ 谐波的危害及对策

谐波电流是在基波电流的基础上产生的附加电流。谐波电流在介质中产生额外的附加损耗，使介质发热，绝缘老化。当谐波电流过大时，可能使介质绝缘损坏。可装设各种抵制谐波的装置使通过电容器的谐波电流减小。

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★ 环境温度的影响及对策

环境温度对电容器的影响也很大，对电容器一般应有通风设施，保持工作环境温度在允许范围之内。

10. 关于现场测量与简单的测试方法

10.1系统的了解

到现场，一定要关注系统的结构，先看一下电路图，了解系统的一次、二次电压等级变化范围，变压器容量及负载分布情况，关注重点负载及特殊负载及其分布，同时查看值班记录，了解负载昼夜变化及季节变化，记录有功功率及无功功率的最大值、最小值，及常规负荷时的负荷状况及变化区间，并且在记录无功功率时要了解是否有补偿装置在运行，多大容量。

对于高压变电站一般都有值班运行记录，这样就很方便我们了解负荷状况，现场的无功功率记录，基本就能满足我们设计装置容量的要求。

对于低压供电用户，或做低压补偿时，变压器容量可以给我们设计容量带来一个范围上的感受，了解低压侧主授柜的电流变化范围和功率因数状况可以精确的计算补偿容量。

系统的了解是我们对其它事情了解的基础中，这个阶段我们尽可能多问多听，寻找并记录相关数据并掌握用户的确切意图。 10.2 计量与计量装置 1） 计量点

计量点是供电部门与电力用户的产权分界点，是用户电源的入口。一般来讲，我们做补偿考虑用户的功率因数是以计量点为单位的，一个用户可能有几个计量点，做方案时要分别考虑。有些用户如双电源供电，两个供电回路，负荷类似，可以考虑两个回路同时采用一套方案。 2） 计量装置

? 老式计量装置(转盘式)

转盘式计量表一般是由单独的有功功率表和无功功率表组成，读取计量数时，看转盘上的数字轮，在表盘上有明显的黑点，或红框，表示表数的小数位，在表盘上标示着

×××转/kW

×××转/kvar,来表明表盘数与计量的关系,抄表后与下一次抄表的差值乘以相应CT与PT的乘积（电费单中为倍率）,表示该段时间的电能计量数值。一般有功率与无功功率表

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为同一厂家,同类产品,每KWH的转数等于无功表上每KVAR的转数,个别情况也有不同要区别对待。

我们观查计量表时可了解现在的功率消耗状况与现在的功率因数，对着电度表开始计量时间，如果在单位时间内表转了多少圈，再通过比例关系计算就可以得到现在的有功功率和无功功率。对于转数一样的补偿装置我们如果在同样时间里记出有功表和无功表的表数，根据两者的比例关系我们就可以得出功率因数。有功与无功比例与功率因数的关系： 有功：无功 功率因数 3：4 0.6 1：1 0.7 4：3 0.8 2：1 0.9 3：1 0.95 4：1 0.97 7：1 0.99 ? 新式计量装置

对于新式的计量装置，有功电度与无功电度计量集成在一个计量装置之内，一般上面都有两个小二级管指示灯，工作时指示灯在不停闪烁，在灯旁标示着每kW或每kvar××××点脉冲，记录灯的闪烁次数与老式电度表转盘数可达到同样效果。

对于用户要求通过补偿解决功率因数的问题时，我们在设备调试后要记录有功与无功表的读数，对于无功电度表无论是过补或欠补同样会增加无功的计量，在现有的计量表中也有分别计量过补或欠补的无功表示数的，并且有些系统在过度较多时不再让用户享受奖励电费，所以在我们安装设备时要了解清楚相关情况以便用户设定相关参数。 3）主授柜

观看用户的主授柜或次级变电站的主授柜是了解用户负荷状况的重要环节，在观看时我们可以了解到用户负荷的大小及负荷的波动状况，在现场一边观查一边询问相关负责人，电流的变化范围特点及是否有波动负荷及在相关负载运行时观看电流表的摆动情况。

对于有条件操作补偿装置，对现场功率因数不清楚或感觉不准确时，通过投入电容器来观查电流变化也是了解现场的手段之一，当我们投入电容器时会看到主授柜的电流降低说明系统欠补偿，当逐步投入电容器，电流降低到最低时所投入的电容器就是系统的无功需求。如果继续投入电容器会看到电流表重新向上摆动，说明系统已进入过补或容性状态。

主授柜也是我们日后投入电容器装置对采集测控信号所在，在信号采集时要对主授柜的接线端子仔细观查，避免出错尤其要注意不能使用电度表用的计量互感器，作为控制信号，以免影响供电计量。 4）分路柜及负荷状况

观查分路柜以了解各支路的主要负荷及负荷特点，询问相关人员各支路的主要负荷，对

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特殊负载及自己不理解的负载要到现场观查了解负载的运行方式及运行工况，对不同负载要仔细观查了解，必要时进行测量是我们学习理解负载的重要过程，对特殊负载要关注它的带载方式，运行周期变化速度及谐波及引起电压波动的状况，在设计时予以相应考虑。 5） 补偿装置的观察与了解

对于现场运行的补偿装置，我们首先要观查电流指示，三相是否平衡，对于高压补偿装置三相不平衡产生的原因是熔丝熔断或电容器内部元件损坏，对于内部元件损坏的情况，如发现不平衡要坚决换样或退出运行。另一方面，电容发生变化时会导致匹配的电抗率发生变化，有可能成为谐波放大，吸收谐波或产生谐振的因素要认真对待，电压的大幅度波动或谐波可能引起电容器电流的变化，表现在电流表的抖动上，其中由谐波引起的变化电流表会向上抖动，大型负载启动引起电压下降时，电容器电流也会相应向下变化，这时我们应该关注电容器的容量与额定电流，对于电容器额定电流与电流表指示不能对应的状况要格外注意。

不管是高压还是低压产品电流的观查都非常重要。要对于低压产品，三相不平衡可能是容值衰减或部分电容坏掉，接触器粘连或可控硅击穿，保险熔断等原因。对于低压产品测量相对方便。三钳形电流表测量电容器的三相电流是否平衡，是否维持在额定电流水平，也是了解电容器的重要手段。对于总爆保险或跳开关的现象，有可能是小的谐振造成，应当调整电容器组的投切方式或将两或三组电容器控制信号并在一起可解决类似问题。

一般低压补偿控制部分出现问题较多。市面上常的控制器价格低兼可靠性也很差，不建议使用。接触器的故障率较高，触点打火，粘连也是造成电容器损坏的主要原因，质量较差的接触器可能造成触头过热或燃烧应引起重视。但像ABB、施耐德、LG等品牌接触器无论从可靠性止和限流效果上都能满足使用，我公司产品目前的配置为LG产品。

对谐波较严重的系统没有匹配相应的电抗器也是装置损坏的主要原因之一，一般谐波较严重的场所，电容器运行时会大于额定电流，如超过额定电流较多时，电容器的使用寿命会降低，容值衰减也很快。

观查询问装置的运行状况，了解故障原因并积极寻找思考得到故障产生原因的答案对我们理解产品、设计产品和改进产品有特别积极的作用，需要引起大家的关注。 10.3 测量仪器的使用 1）福禄克表 2）三相测试仪

11. 现场安全与自我保护

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11.1 施工中注意事项

1）电气施工人员应思想集中，电器线路在未经测电笔确定无电前，应一律视为“有电”，不可用手触摸，不可绝对相信绝缘体，应认为有电操作。

2）工作前应详细检查自己所用工具是否安全可靠，穿戴好必须的防护用品，对带电易接触的部位应用绝缘板将其罩住，以防工作时发生意外。（注：现场没有绝缘板可临时用纸箱代替，但一定要提前将纸箱上的导电物件去除干净。）

3）在施工线路要采取必要的措施，在开关手把上或线路上悬挂“有人工作、禁止合闸”的警告牌，防止他人中途送电。

4）使用测电笔时要注意测试电压范围，禁止超出范围使用，电工人员一般使用的电笔，只许在五百伏以下电压使用。

5）工作中所有拆除的电线要处理好，带电线头包好，以防发生触电。在拆除原设备采样电流线时一定要将端子封好、不可开路，以免产生高压。

6）所用导线及保险丝，其容量大小必须合乎规定标准，选择开关时必须大于所控制设备的总容量。

7）施工过程中运送较长物件时一定要两人前后搬运，防止运送过程中碰到其它配电柜相关器件；人员都忙于安装时，彼此间应互相监护，时刻提醒对方注意与带电体保持一定安全距离；禁止在施工现场追逐、打闹、嬉戏。

8）工作完毕后，必须拆除临时地线，并检查是否有工具等物漏忘在设备内。

9）检查完工后，送电前必须认真检查，看是否合乎要求并和有关人员联系好，方能送电。 10）发生火警时，应立即切断电源，用四氯化碳粉质灭火器或黄砂扑救，严禁用水扑救。 11）工作结束后，必须拆除警告牌，原有防护装置随时安装好。

12）施工地段清理后，施工人员要亲自检查，如要送电试验一定要和有关人员联系好，以免发生意外。

11.2 高低压断电后，在工作前必须首先进行验电

1）高压验电时，应使用相应高压等级的验电器，验电时，必须穿戴试验合格的高压绝缘手套，先在带电设备上试验，确实好用后，方能用其进行验电。

2）验电工作应在施工设备进出线两侧进行，规定室外配电设备的验电工作，应在干燥天气进行。

3）在验明确实无电后，将施工设备接地并将三相短路是防止突然来电、保护工作人员的基

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本可靠的安全措施。

4）应在施工设备各可能送电的方面皆装接地线，对于双回路供电用户，在检修某一母线刀闸或隔离开关、负荷开关时，不但同时将两母线刀闸拉开，而且应该施工刀闸两端都同时挂接地线。

5）装设接地线应先行接地，后挂接地线，拆接地线时其顺序与此相反。

6）接地线应挂在工作人员随时可见的地方，并在接地线处挂“有人工作”警告牌，工作监护人应经常巡查接地线是否保持完好。

7）应特别强调的是，必须把施工设备各方面的开关完全断开，必须拉开刀闸或隔离开关，使各方面至少有一个明显的断开点，禁止在只经断开油开关的设备上工作，同时必须注意由低压侧经过变压器高压侧反送电的可能。所以必须把与施工设备有关的变压器从高压两侧同时断开。

8）工作中如遇中间停顿后再复工时，应重新检查所有安全措施，一切正常后，方可重新开始工作。

11.3 现场测试时注意安全事项： 1）测试低压线路电能质量时：

三相电压线取样时一般直接从母排取，此时要带绝缘手套来接取，三相电流取样直接用电流夹子在电流互感器二次线夹取，有时电压电流取样从保险和端子排处采，这时一定要保证取样时不要将用户处接线碰掉。 2）测量高压线路电能质量时：

三相电压线取样都为100V，可直接从端子排处夹取，要分清相序，取电流采样时也要注意别把用户端子线碰掉，否则会造成用户处开关跳闸误动作等不良后果。 11.4

了解设备停、送电操作顺序：

1）高压隔离开关操作顺序： （1）断电操作顺序：

A、断开低压各分路空气开关，隔离开关。 B、断开低压总开关。 C、断开高压各路开关。 D、断开高压隔离开关。

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（2）送电操作顺序和断电顺序相反。 2）低压开关操作顺序： （1）断电操作顺序：

A、断开低压各分路空气开关、隔离开关。 B、断开低压总开关。 （2）送电顺序与断电相反。

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