现代无功补偿技术

为了合理使用电力，有必要为电力的生产、传输和分配提供经济的方法，并将损失降至最低。为此，有必要从电网中排除导致损失发生的所有因素。其中之一是存在感性负载时从电压流出的电流的相位滞后，因为工业和家用输电网络中的负载通常具有有源感性。

系统的目的 无功补偿 包括通过引入相位超前来补偿总相移。这导致流经网络的电流减少，并因此导致电线和配电网络中的寄生有源损耗减少。通过将电容器与供电网络并联来创建必要的车距。为获得最大效率，触发电路应尽可能靠近感性负载连接。

功率因数校正系统减少流经电力网络的电流的无功分量。当负载性质发生变化时，需要相应地重新配置校正电路。为此，通常使用自动校正系统，其执行各个校正电容器的逐步连接或断开。图像示意性地显示了网络中反应组件的出现原理。

功率因数校正的好处：

• 由于电价下降，投资回收期为 8 至 24 个月。校正会降低系统中的无功功率。用电量减少，其价格也相应降低。

• 有效利用网络。高功率因数意味着更有效地使用配电网络（对于相同的总功率，更多的净功率流）。

• 稳定电压。

• 更少的电压降。

• 通过减少电流流动，侧 电缆横截面……或者，在现有系统中，可以通过横截面恒定的电缆传输额外的电力。

• 减少输电损失。传输和开关设备以较低的电流值运行。因此，欧姆损耗也减少。

无功补偿系统的关键部件

功率因数校正电容器为电流流动提供必要的相位超前，从而补偿具有感性负载的电路中的相位滞后。功率因数校正电路的电容器必须能够承受切换电容器时出现的大浪涌电流 (> 100 IR)。当电容器在电池中并联连接时，浪涌电流变得更高（> 150 IR），因为浪涌电流不仅来自电源电路，还来自并联连接的电容器。

EPCOS AG 生产电压从 230 到 800V 和功率从 0.25 到 100kVAr 的电容器。他们根据工作条件提供干式或油式电容器。

该制造商的电容器之间的主要区别是：

-宽工作范围 -40 ... + 55°C（-40 ... + 70°C 用于 MKV 系列电容器）；

— 可承受标称值的高达 200 * In 的启动电流（PhaseCap compact 系列高达 300 * In，MKV 系列高达 500 * In）；

- 电容器的使用寿命从 100,000 小时到 300,000 小时（根据 IEC 60831-1，温度等级 -40 / D）；

— 对于 PhaseCap compact 和 MKV 系列，允许的操作次数分别为每年 10,000 次和 20,000 次；

— 过压开关在所有 3 个阶段都被激活，完全消除了对冷凝器外壳造成潜在冲击的可能性；

— 允许在海拔最高 4000 米处运行。

——当然还有自愈、斩波等技术。存在

控制器

现代功率因数校正控制器基于微处理器。微处理器分析来自电流互感器的信号，并通过连接或断开单个电容器或整个电容器组来发出控制电容器组的命令。校正电容器的智能管理不仅可以确保电容器组的最大满载，还可以最大限度地减少开关操作次数，从而优化电容器组的使用寿命。

在 EPCOS AG 公司的产品线中，有用于控制机电和晶闸管接触器的 4x、6 (7m)、12 (13) 步进控制器。还有能够同时切换两种类型的接触器的组合版本。根据客户的要求，控制器配备了一个接口，用于连接到计算机或 AMR 系统。

该制造商的控制器之间的主要区别是：

- 俄语文本数字菜单；

— 液晶显示器在低温下工作良好；

— 显示屏有背光；

— 固定并存储影响电容器使用寿命的主要参数（过压、温升、电流和电压的谐波19次以下、启动次数和每级运行时间）

— 具有超参数保护和关闭补偿系统的功能，影响电容器等的寿命

简化和更便宜的模型也可用于更简单的系统。

开关设备

机电或晶闸管接触器用于切换标准整流系统中的电容器或失谐系统中的电容器和扼流圈。包含在电源电路中是在机械触点的帮助下或通过使用半导体器件来完成的。电子开关是首选，特别是当动态校正系统需要快速开关时。例如，如果电网中的主要负载是焊机。

EPCOS AG 制造的机电接触器可提供高达 100 kvar 的容量。今天的晶闸管接触器具有最广泛的范围：10 kvar、25 kvar、50 kvar、100 kvar、200 kvar 用于 400V 以及 50 kvar 和 200kvar 用于在 690V 网络中运行。

油门

由于使用产生非线性负载的现代电子设备，配电网通常会出现谐波失真。例如，此类设备可以是受控电驱动器、不间断电源、电子镇流器、电焊机等。谐波对于整流电路中的电容器可能是危险的，尤其是当电容器以谐振频率运行时。包括一个与校正电容器串联的扼流圈可以让您稍微调整系统中的谐振频率并避免可能对其造成损坏。

5 次和 7 次谐波尤其重要（50 Hz 网络中的 250 和 350 Hz）。紊乱的电容器阶跃可减少电源电路中的谐波失真。

EPCOS AG 的扼流圈容量范围为 10 至 200 kvar。

配件

EPCOS AG 产品线还包括根据特殊要求构建无功功率校正系统的附件：

— 保护帽和外壳，将电容器的防护等级提高到 IP64；

— 放电扼流圈，允许使无功功率校正系统的速度约为 1 秒，而不会降低电容器和特殊放电电阻器的使用寿命，以及用于带有晶闸管接触器的系统的扼流圈；

— 与求和变压器不同，允许同时控制 4 个校正系统的设备；

— 用于将控制器连接到电源电压的适配器

打造遮瑕膏的13个主要因素

在为自己设计或选择合适的安装时，这一点值得关注：

1. 确定用于功率因数校正的电容器所需的均方根功率 (kvar)。

2. 设计电容器组，以提供所需功率的 15 … 20% 范围内的开关级容量。不必确保以 5% 或 10% 的增量切换电容器，因为这只会导致高切换频率，但不会明显影响功率因数值。

3. 尝试设计一个具有标准分辨率值的电容器组，最好是 25 kvar 的倍数。

4. 不要忘记遵守电容器之间的最小允许距离 (20 mm) 并用屏幕保护它们或与系统其他元件的发热保持足够的距离。

5、电容器安装区域的温度不应超过35℃？ C、否则会降低其使用寿命。

请记住，将电容器长时间加热仅比正常值高 7°C 会使其使用寿命缩短 2 倍！

6.测量不带校正电容的电力电缆在不同负载下的谐波电流。确定存在的每个谐波的频率和最大幅度。计算电流的总谐波失真：THD-I = 100 · SQR · [(I3) 2 + (I5) 2 + … + (IR) 2] / I1

7. 计算每个谐波的单独系数：THD-IR = 100 IR / I1

8. 测量系统外部电源电压中是否存在谐波。如果可能，在高压侧测量它们。计算电压的总谐波失真：THD-V = 100 · SQR · [(V3) 2 + (V5) 2 + … + (VN) 2] / V1

9. 高于或低于 THD-I > 10% 或 THD-V > 3% 的谐波水平（在没有电容器的情况下测量）。

如果是，则使用设置过滤器并转到步骤 7。

如果否，请使用标准遮瑕膏并跳过步骤 10、11 和 12。

10、3次电流谐波水平I3>0.2·I5

如果是，则使用 p = 14% 的过滤器并跳过第 8 步。

如果否，请使用 p = 7% 或 5.67% 的过滤器并转到步骤 8。

11. 如果 THD -V = 3 … 7% — 您需要一个 p = 7% 的滤波器

> 7% — 需要 p = 5.67% 的过滤器

> 10% — 需要特殊的过滤器设计。请联系 EPCOS AG 在俄罗斯和独联体国家的代表处。

在电网中存在谐波的情况下，不要吝啬扼流圈！正如实践所示，这种“经济”将导致电容器在 6-10 个月内发生故障！考虑到安装成本，更换电容器的费用与初始安装扼流圈的费用相同！

12.使用爱普科斯（或在公司代表的协助下）为调整后的滤波器校正器和有效功率、线路电压、频率和预定 p 因数的标准值开发的表格选择适当的组件。

始终仅使用专为构建校正滤波器功率因数而设计的原装 EPCOS 组件。请注意，扼流圈是根据所选电源电压和频率的有效功率指定的。该功率是 LC 电路在基频下的有效功率。

失谐滤波电容的额定电压必须高于电源电压，因为串联电感器会导致过电压。电容接触器专为电容性负载的可靠运行而设计，必须提供较低的启动电流。

13、可采用熔断器或自动电磁熔断器作为短路保护装置。保险丝不能防止电容器过载。它们仅用于短路保护。保险丝的跳闸电流必须超过电容器标称电流的 1.6 ... 1.8 倍。