摘要：電容器優化配置和投切是配電網絡優化的一項重要內容。電容器優化配置，側重對電容器優化投切的各種算法進行了詳細評述，分析了各種算法的特點及存在的問題，以促進該研究領域的進一步發展。

關鍵詞：電容器 ；配電網 ；算法

引言

        無功補償，在電力供電系統中起提高電網的功率因數的作用，無功補償可以降 低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供 電效率，改善供電環境。所以無功功率補 償裝置在電力供電系統中處在一個不可缺 少的非常重要的位置。合理地選擇補償裝 置，可以做到減少網絡的損耗， 使電網質量提高。反之，如選擇或使用不當， 可能造成供電系統，電壓波動，諧波等諸多因素。

1、無功功率的形成

        交流電在通過純電阻的時候，電能都轉成了熱能，而在通過純容性或者純感性 負載的時候，并不做功，也是說沒有消耗電能，即為無功功率，當然實際負載， 不可能為純容性負載或者純感性負載，一 般都是混合性負載，這樣電流在通過它們 的時候，有部分電能不做功，是無功 功率，此時的功率因數小于 1，為了提高電能的利用率，要進行無功補償。

2、采用無功補償提高功率因數的作用

        一，提高供電設備的利用率。在供電設備視在功率 S 一定的情況下，功率因數 COSΦ 越大，該供電設備可以帶更多的有功負載（P=S*COSΦ）。

        二，提高輸電效率。當有功負載（P） 一定時，因為（P ＝ UI*COSΦ），電壓 U不變化，COSΦ 越大，則電流 I 越小，電流I 在線路中的損耗越小。

        三，改善供電質量。電流 I 越小，線路中電壓損耗越小，線路末端電壓可以得到更好的保證。

        四，提高輸電安全。電流 I 小，線路發熱降低，提高輸電線路的安全。

3、補償容量的選擇

        對于用量每分鐘 1500 轉和 3000轉的電機用額定容量（kW）30 士 0.5（kvar)的估算方法，可迅速簡便地求出所需補償 電容的容量。以 30kW 電機為標準，如果電機容量小于 30kW 的每臺增加 0.5kvar。容量大于 30kW 的每臺減少 0.5kvar。

        一般農村配電網中的電容容量的速算法： 

        電動機：隨機補償——Qc=（0.95-0.98）√ 3IoUn

        Io——電動機的勵磁電流 ；Un——電動機的額定電壓。

        對于排灌用普通電動機：隨機補償——Qc=（0.5-0.6）Pn

        Pn——排灌電動機額定有功功率。

4、配電網無功補償的一般方法

        低壓無功補償我們通常采用的方法主 要有三種：隨機補償、隨器補償和跟蹤補償。下面簡單介紹這三種補償方式的適用范圍 及使用該種補償方式的優缺點。

        1），隨機補償。隨機補償是根據個別用電設備對無功的需要量將單臺或多臺低壓電容器組分散地與用電設備并接， 它與用電設備共用一套斷路器。通過控制、保護裝置與電機同時投切。隨機補償適用 于補償個別大容量且連續運行（如大中型 異步電動機）的無功消耗，以補勵磁無功 為主。此種方式可較好地限制農網無功峰 荷。

        隨機補償的優點是 ：用電設備運行時， 無功補償投入，用電設備停運時，補償設 備也退出，不會造成無功倒送，而且不需 頻繁調整補償容量。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護簡單、事 故率低等優點。

        2），隨器補償。隨器補償是指將低壓電容器通過低壓開關接在配電變壓器二 次側，以無功補償配電變壓器空載無功的 補償方式。配變在輕載或空載時的無功負 荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配變空 載無功是農網無功負荷的主要部分，對于 輕負載的配變而言，這部分損耗占供電量 的比例很大，從而導致電費單價的增加， 不利于電費的同網同價。

        隨器補償的優點 ：接線簡單、維護管理方便、能有效地補償配變空載無功，限 制農網無功基荷，使該部分無功地平衡，

        從而提高配變利用率，降低無功網損，具有較高的經濟性，是目前無功補償中常用的手段之一。

        3），跟蹤補償。跟蹤補償是指以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組補償在大用戶 0.4kV 母線上的補償方式。適用于 100kVA 以上的配電用戶，可以替代隨機、隨器兩種補償方式， 補償效果好。

        跟蹤補償的優點是運行方式靈活，運行維護工作量小，比前兩種補償方式壽命相對延長、運行更可靠。但缺點是控制保護裝置復雜、首期投資相對較大。但當這三種補償方式的經濟性接近時，應優先選用跟蹤補償方式。

5安科瑞AZC/AZCL智能集成式電容器介紹

5.1產品概述

        AZC/AZCL系列智能電容器是應用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節省能源、降低線損、提高功率因數和電能質量的新一代無功補償設備。它由智能測控單元，晶閘管復合開關電路，線路保護單元，兩臺共補或一臺分補低壓電力電容器構成。可替代常規由熔絲、復合開關或機械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內和柜面由導線連接而組成的自動無功補償裝置。具有體積更小，功耗更低，維護方便，使用壽命長，可靠性高的特點，適應現代電網對無功補償的更高要求。

        AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數、頻率、電容器路數及投切狀態、有功功率、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內部晶閘管復合開關電路，自動尋找投入（切除）點，實現過零投切，具有過壓保護、缺相保護、過諧保護、過溫保護等保護功能。

5.2產品選型

        AZC系列智能電容器選型：

AZCL系列智能電容器選型：

5.3產品實物展示

AZC系列智能電容模AZCL系列智能電容模塊

 安科瑞無功補償裝置智能電容方案

 6、補償后的經濟效益

        從補償后效果來看，補償后動力電流可以下降 1/3 以上，有些甚至能下降 50%， 臺區線損基本上可以降低 2-4 個百分點，可以起到較好的降損效果。

        在電網中，線路或變壓器的可變功率損耗為：

        P ＝ I2 Ｒ ×10-3

        假設一臺 50kVA 變壓器，主要負荷為 5 臺 7.5kW 三相異步電動機，月供電量20000kwh，線損為 7.2%，經過無功補償原功率因數 cosΦ1 ＝ 0.7，提高到 cosΦ2 ＝ 0.9。

        提高負荷的功率因數與降低線損的關系為：

        △ P% ＝ [1-（cosΦ21/cosΦ22）]× 100%，式中

        cosΦ1——負荷原功率因數，cosΦ2

        ——補償后的功率因數可變損耗降低：

        △ P%=[1-（cosΦ21/cosΦ22）]× 100%

        =[1-（0.49/0.81）]×100%

        =39.51%

        月損耗電量 ：7.2%×20000=1440kwh 月總損耗降低電量：39.51%×1440=569kwh

        按動力電價 0.63 元 / 千瓦時計算，月節省電費：0.63×569=358.47

參考文獻：

（1）劉海濤，電容器在配電網中的應用

（2）安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2019.11版