智能电力电容器有效提升功率因数，降低用电成本

摘要：智能电力电容器是低压配电系统中用于节能、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、投切开关、线路保护单元、低压电力电容器等构成，改变了传统无功补偿装置体积庞大和笨重的结构模式，适应了现代电网对无功补偿的更高要求。
关键词：智能电容；功率因数；无功补偿；低压配电系统；力调电费
一、背景
在交流电网中，电源输出的功率可分为两部分，有功功率和无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，这些电能被转化成机械能、光能、热能和化学能，负载对外做了多少功就需要多少有功电量，量化为每月的用电度数或千瓦时。无功功率主要为变压器、电机等电力输送、用电设备工作时建立交变磁场提供能量，这部分功率不被消耗，它的存在保证了用电设备对外做功的能力，并不是无用的、可有可无的。
功率因数是指交流电路有功功率对视在功率的比值。用户电器设备在一定电压和功率下，该值越高效益越好，发电设备越能充分利用。功率因数越低，电力系统对外做功能力越弱，变压器利用率越低，线路损耗越大，电网效率越低。功率因数低还会导致力调电费罚款，增加用电成本。
因为电力系统中的负载绝大部分为感性负载，通常从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。所以用智能电力电容器来补偿感性无功，提高功率因数，提高变压器的利用率，稳定电压，减少线损，直接降低电能损耗，又可以避免力调电费罚款。
二、产品发展
常见的无功补偿柜是分立元件方案，由电力电容器、电抗器、投切开关、补偿控制器等组成，都是一个个独立的个体，分别安装在电容柜的不同位置，把它们连接起来组成一套完整的无功补偿系统。
但是这种传统补偿柜在应用的时候，就有以下不便因素：
1、电容补偿的状态我们无法得知，没有诊断监测功能；故障了？不知道；故障在哪？也不知道；超温鼓包了？不知道！
2、柜内元器件太多，势必带来接线难度，加大维护复杂程度，太不便了；柜内一旦出现问题，甲方非出身电工都无法定位和排除故障！
归根结底就是—不智能！

 

因此，智能电力电容补偿柜才应运而生。

 

它的核心原件在于智能电力电容补偿装置—集成了智能测控单元、投切开关、线路保护单元、低压电力电容器等，改变了传统无功补偿装置体积庞大和笨重的结构模式。由智能电容器组成的无功补偿柜更智能、安全。
低压智能电力电容器是应用于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无功补偿设备。

 

三、产品介绍
1、概述
AZC／AZCL系列智能电容器通过内部晶闸管复合开关电路，自动寻找较佳投入（切除）点，实现无弧通断；保证过零投切，无涌流、触点不烧结、微能耗、无谐波；同时具有抗干扰、防雷击和电源缺相、空载跳闸的保护功能，特别适用于无功补偿时切换电容器，不需加装散热器。
该系列智能电容器采用LCD液晶显示器，可实时显示三相母线电压、三相母线电流、三相功率因数、频率、电容器路数及投切状态、有功功率、无功功率、谐波电压总畸变率、电容器温度等电参量。  
2、产品实物展示

 

3、电气和结构参数
1）AZC系列

主要电气参数：

 

      

主要结构参数：

 

2）AZCL系列
 

主要电气参数：

四、工业应用案例
山东泰安某锻压工控技术有限公司，由于大量电机等感性负载较多，造成电网功率因数不达标，经我公司技术人员现场勘查和计算，确定要增设装机容量达600kvar无功补偿。但因实际现场空间狭小，普通电容方案空间不允许，改造困难。在我司工作人员的推荐下，采用了智能电容（内置7%电抗，可以解决5次以上谐波的干扰）的配置方案，节省了空间，还达到了满意的补偿效果。
配置方案：共补600kvar = 共补50kvar * 12
柜体尺寸：1200（W）*2100（H）*800（D）
智能电容主要器件选型表：

 

五、结束语
综上所述，电网无功补偿是一项建设性的技术措施，对电网安全、可靠、经济运行有重要作用。电网和负载的特点选择合理的补偿方式是有效补偿的关键。
智能电容具有补偿效果更好，体积更小，功耗更低，价格更廉，节约成本更多，使用更加灵活，维护更方便，使用寿命更长，可靠性更高等特点，保证了设备寿命和无功补偿的补偿效果，为客户创造价值。
【参考文献】
[1] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11版