智能電力電容器有效提升功率因數，降低用電成本

摘要：智能電力電容器是低壓配電系統中用于節能、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、投切開關、線路保護單元、低壓電力電容器等構成，改變了傳統無功補償裝置體積龐大和笨重的結構模式，適應了現代電網對無功補償的更高要求。
關鍵詞：智能電容；功率因數；無功補償；低壓配電系統；力調電費
一、背景
在交流電網中，電源輸出的功率可分為兩部分，有功功率和無功功率。有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率，這些電能被轉化成機械能、光能、熱能和化學能，負載對外做了多少功就需要多少有功電量，量化為每月的用電度數或千瓦時。無功功率主要為變壓器、電機等電力輸送、用電設備工作時建立交變磁場提供能量，這部分功率不被消耗，它的存在保證了用電設備對外做功的能力，并不是無用的、可有可無的。
功率因數是指交流電路有功功率對視在功率的比值。用戶電器設備在一定電壓和功率下，該值越高效益越好，發電設備越能充分利用。功率因數越低，電力系統對外做功能力越弱，變壓器利用率越低，線路損耗越大，電網效率越低。功率因數低還會導致力調電費罰款，增加用電成本。
因為電力系統中的負載絕大部分為感性負載，通常從發電機和高壓輸電線供給的無功功率，遠遠滿足不了負荷的需要，所以在電網中要設置一些無功補償裝置來補充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設備才能在額定電壓下工作。所以用智能電力電容器來補償感性無功，提高功率因數，提高變壓器的利用率，穩定電壓，減少線損，直接降低電能損耗，又可以避免力調電費罰款。
二、產品發展
常見的無功補償柜是分立元件方案，由電力電容器、電抗器、投切開關、補償控制器等組成，都是一個個獨立的個體，分別安裝在電容柜的不同位置，把它們連接起來組成一套完整的無功補償系統。
但是這種傳統補償柜在應用的時候，就有以下不便因素：
1、電容補償的狀態我們無法得知，沒有診斷監測功能；故障了？不知道；故障在哪？也不知道；超溫鼓包了？不知道！
2、柜內元器件太多，勢必帶來接線難度，加大維護復雜程度，太不便了；柜內一旦出現問題，甲方非專業出身電工都無法定位和排除故障！
歸根結底就是—不智能！

因此，智能電力電容補償柜才應運而生。

它的核心原件在于智能電力電容補償裝置—集成了智能測控單元、投切開關、線路保護單元、低壓電力電容器等，改變了傳統無功補償裝置體積龐大和笨重的結構模式。由智能電容器組成的無功補償柜更智能、安全。
低壓智能電力電容器是應用于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無功補償設備。

三、產品介紹
1、概述
AZC／AZCL系列智能電容器通過內部晶閘管復合開關電路，自動尋找較佳投入（切除）點，實現無弧通斷；保證過零投切，無涌流、觸點不燒結、微能耗、無諧波；同時具有抗干擾、防雷擊和電源缺相、空載跳閘的保護功能，特別適用于無功補償時切換電容器，不需加裝散熱器。
該系列智能電容器采用LCD液晶顯示器，可實時顯示三相母線電壓、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、電容器溫度等電參量。  
2、產品實物展示

3、電氣和結構參數
1）AZC系列

主要電氣參數：

主要結構參數：

2）AZCL系列

主要電氣參數：

 主要結構參數：

四、工業應用案例
山東泰安某鍛壓工控技術有限公司，由于大量電機等感性負載較多，造成電網功率因數不達標，經我公司技術人員現場勘查和計算，確定要增設裝機容量達600kvar無功補償。但因實際現場空間狹小，普通電容方案空間不允許，改造困難。在我司工作人員的推薦下，采用了智能電容（內置7%電抗，可以解決5次以上諧波的干擾）的配置方案，節省了空間，還達到了滿意的補償效果。
配置方案：共補600kvar = 共補50kvar * 12
柜體尺寸：1200（W）*2100（H）*800（D）
智能電容主要器件選型表：

五、結束語
綜上所述，電網無功補償是一項建設性的技術措施，對電網安全、可靠、經濟運行有重要作用。電網和負載的特點選擇合理的補償方式是有效補償的關鍵。
智能電容具有補償效果更好，體積更小，功耗更低，價格更廉，節約成本更多，使用更加靈活，維護更方便，使用壽命更長，可靠性更高等特點，保證了設備壽命和無功補償的補償效果，為客戶創造價值。
【參考文獻】
[1] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2019.11版