現代無功補償技術

為了合理使用電力，有必要為電力的生產、傳輸和分配提供經濟的方法，並將損失降至最低。為此，有必要從電網中排除導致損失發生的所有因素。其中之一是存在感性負載時從電壓流出的電流的相位滯後，因為工業和家用輸電網絡中的負載通常具有有源感性。

系統的目的 無功補償 包括通過引入相位超前來補償總相移。這導致流經網絡的電流減少，並因此導致電線和配電網絡中的寄生有源損耗減少。通過將電容器與供電網絡並聯來創建必要的車距。為獲得最大效率，觸發電路應盡可能靠近感性負載連接。

功率因數校正系統減少流經電力網絡的電流的無功分量。當負載性質發生變化時，需要相應地重新配置校正電路。為此，通常使用自動校正系統，其執行各個校正電容器的逐步連接或斷開。圖像示意性地顯示了網絡中反應組件的出現原理。

功率因數校正的好處：

• 由於電價下降，投資回收期為 8 至 24 個月。校正會降低系統中的無功功率。用電量減少，其價格也相應降低。

• 有效利用網絡。高功率因數意味著更有效地使用配電網絡（對於相同的總功率，更多的淨功率流）。

• 穩定電壓。

• 更少的電壓降。

• 通過減少電流流動，側 電纜橫截面……或者，在現有系統中，可以通過橫截面恆定的電纜傳輸額外的電力。

• 減少輸電損失。傳輸和開關設備以較低的電流值運行。因此，歐姆損耗也減少。

無功補償系統的關鍵部件

功率因數校正電容器為電流流動提供必要的相位超前，從而補償具有感性負載的電路中的相位滯後。功率因數校正電路的電容器必須能夠承受切換電容器時出現的大浪湧電流 (> 100 IR)。當電容器在電池中並聯連接時，浪湧電流變得更高 (> 150 IR)，因為浪湧電流不僅來自電源電路，還來自並聯連接的電容器。

EPCOS AG 生產電壓從 230 到 800V 和功率從 0.25 到 100kVAr 的電容器。他們根據工作條件提供乾式或油式電容器。

該製造商的電容器之間的主要區別是：

-寬工作範圍 -40 ... + 55°C（-40 ... + 70°C 用於 MKV 系列電容器）；

— 可承受標稱值的高達 200 * In 的啟動電流（PhaseCap compact 系列高達 300 * In，MKV 系列高達 500 * In）；

- 電容器的使用壽命從 100,000 小時到 300,000 小時（根據 IEC 60831-1，溫度等級 -40 / D）；

— 對於 PhaseCap compact 和 MKV 系列，允許的操作次數分別為每年 10,000 次和 20,000 次；

— 過壓開關在所有 3 個階段都被激活，完全消除了對冷凝器外殼造成潛在衝擊的可能性；

— 允許在海拔最高 4000 米處運行。

——當然還有自愈、斬波等技術。存在

控制器

現代功率因數校正控制器基於微處理器。微處理器分析來自電流互感器的信號，並通過連接或斷開單個電容器或整個電容器組來發出控制電容器組的命令。校正電容器的智能管理不僅可以確保電容器組的最大滿載，還可以最大限度地減少開關操作次數，從而優化電容器組的使用壽命。

在 EPCOS AG 公司的產品線中，有用於控制機電和晶閘管接觸器的 4x、6 (7m)、12 (13) 步進控制器。還有能夠同時切換兩種類型的接觸器的組合版本。根據客戶的要求，控制器配備了一個接口，用於連接到計算機或 AMR 系統。

該製造商的控制器之間的主要區別是：

- 俄語文本數字菜單；

— 液晶顯示器在低溫下工作良好；

— 顯示屏有背光；

— 固定並存儲影響電容器使用壽命的主要參數（過壓、溫升、電流和電壓諧波19次以下、啟動次數和每段運行時間）

— 具有超參數保護和關閉補償系統的功能，影響電容器等的壽命

簡化和更便宜的模型也可用於更簡單的系統。

開關設備

機電或晶閘管接觸器用於切換標準整流系統中的電容器或失諧系統中的電容器和扼流圈。包含在電源電路中是在機械觸點的幫助下或通過使用半導體器件完成的。電子開關是首選，特別是當動態校正系統需要快速開關時。例如，如果電網中的主要負載是焊機。

EPCOS AG 製造的機電接觸器可提供高達 100 kvar 的容量。今天的晶閘管接觸器具有最廣泛的範圍：10 kvar、25 kvar、50 kvar、100 kvar、200 kvar 用於 400V 以及 50 kvar 和 200kvar 用於在 690V 網絡中運行。

油門

配電網絡通常會因使用產生非線性負載的現代電子設備而導致諧波失真。例如，此類設備可以是受控電驅動器、不間斷電源、電子鎮流器、電焊機等。諧波對於整流電路中的電容器可能是危險的，尤其是當電容器以諧振頻率運行時。包括一個與校正電容器串聯的扼流圈可以讓您稍微調整系統中的諧振頻率並避免可能對其造成損壞。

5 次和 7 次諧波尤其重要（50 Hz 網絡中的 250 和 350 Hz）。紊亂的電容器階躍可減少電源電路中的諧波失真。

EPCOS AG 的扼流圈容量範圍為 10 至 200 kvar。

配件

EPCOS AG 產品線還包括根據特殊要求構建無功功率校正系統的附件：

— 保護帽和外殼，將電容器的防護等級提高到 IP64；

— 放電扼流圈，允許使無功功率校正系統的速度大約為 1 秒，而不會降低電容器和特殊放電電阻器的使用壽命，以及用於帶有晶閘管接觸器的系統的扼流圈；

— 與求和變壓器不同，允許同時控制 4 個校正系統的設備；

— 用於將控制器連接到電源電壓的適配器

打造遮瑕膏的13個主要因素

在為自己設計或選擇合適的安裝時，這一點值得關注：

1. 確定用於功率因數校正的電容器所需的均方根功率 (kvar)。

2. 設計電容器組，以提供所需功率的 15 … 20% 範圍內的開關級容量。沒有必要確保以 5% 或 10% 的增量切換電容器，因為這只會導致高切換頻率，但不會明顯影響功率因數值。

3. 嘗試設計一個具有標準分辨率值的電容器組，最好是 25 kvar 的倍數。

4. 不要忘記遵守電容器之間的最小允許距離 (20 mm) 並用屏幕或足夠的距離保護它們免受系統其他元件的加熱。

5、電容器安裝區域的溫度不應超過35℃？ C、否則會降低其使用壽命。

請記住，將電容器長時間加熱僅比正常值高 7°C 會使其使用壽命縮短 2 倍！

6.測量不帶校正電容的電力電纜在不同負載下的諧波電流。確定存在的每個諧波的頻率和最大幅度。計算電流的總諧波失真：THD-I = 100 · SQR · [(I3) 2 + (I5) 2 + … + (IR) 2] / I1

7. 計算每個諧波的單獨係數：THD-IR = 100 IR / I1

8. 測量系統外部電源電壓中是否存在諧波。如果可能，在高壓側測量它們。計算電壓的總諧波失真：THD-V = 100 · SQR · [(V3) 2 + (V5) 2 + … + (VN) 2] / V1

9. 高於或低於 THD-I > 10% 或 THD-V > 3% 的諧波水平（在沒有電容器的情況下測量）。

如果是，則使用設置過濾器並轉到步驟 7。

如果否，請使用標準遮瑕膏並跳過步驟 10、11 和 12。

10、3次電流諧波水平I3>0.2·I5

如果是，則使用 p = 14% 的過濾器並跳過第 8 步。

如果否，請使用 p = 7% 或 5.67% 的過濾器並轉到步驟 8。

11. 如果 THD -V = 3 … 7% — 您需要一個 p = 7% 的濾波器

> 7% — 需要 p = 5.67% 的過濾器

> 10% — 需要特殊的過濾器設計。請聯繫 EPCOS AG 在俄羅斯和獨聯體國家的代表處。

在電網中存在諧波的情況下，不要吝嗇扼流圈！正如實踐所示，這種“經濟”將導致電容器在 6-10 個月內發生故障！考慮到安裝成本，更換電容器的費用與初始安裝扼流圈的費用相同！

12.使用愛普科斯（或在公司代表的協助下）為調整後的濾波器校正器和有效功率、線路電壓、頻率和預定 p 因數的標準值開發的表格選擇適當的組件。

始終僅使用專為構建校正濾波器功率因數而設計的原裝 EPCOS 組件。請注意，扼流圈是根據所選電源電壓和頻率的有效功率指定的。該功率是 LC 電路在基頻下的有效功率。

失諧濾波電容的額定電壓必須高於電源電壓，因為串聯電感器會導致過電壓。電容接觸器專為電容性負載的可靠運行而設計，必須提供較低的啟動電流。

13、可採用熔斷器或自動電磁熔斷器作為短路保護裝置。保險絲不能防止電容器過載。它們僅用於短路保護。保險絲的跳閘電流必須超過電容器標稱電流的 1.6 ... 1.8 倍。