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摘要：电力电容器的主要作用是改善电力系统的电压质量和提高输电线路的输送能力，是电力系统的重要设备。无功不足将使系统电压降低，损坏用电设备，严重时会造成电压崩溃，使系统瓦解造成大面积停电。由于功率因数和电压的降低还会造成电气设备得不到充分利用，电能损耗增加，效率降低，限制了线路的输送能力等。因此，必须高度重视电力电容器的安装、运行维护，加强对减少电容器故障率的研究，为电网的经济、安全运行提供有利的保障。
关键词：电力电容器 容量 中性点 功率
一、合理选择电力电容器的安装容量
1、 电力电容器安装容量的有关规定
国家标准GB50227—1995《并联电容器设计规范》规定：“变电站电力电容器安装容量应根据本地区电网无功规划以及国家现行标准《电力系统电压和无功电力技术导则》和《全国供用电规则》的规定计算后确定。当不具备设计计算条件时，电容器组安装容量可按主变压器容量的15%～30%确定。”
2、电力电容器容量的简略估算
装于主变压器低压侧绕组的电容器组，其总容量应不超过该绕组的额定容量。
以下选择长安集控中心五个站点进行补偿电容器容量估算。详见下表：
站名 #1主变容量（KVA） 该母线电容器容量（Kvar） 出厂日期 估算比例结果（%） 比例参考
220kV长安站 180000 8016*4 1998.06.28 18 15%～30%
220kV信垅站 240000 10020*5 2006.12.21 21 15%～30%
110kV锦厦站 50000 6000*2 2003.04.09 24 15%～30%
110kV厦岗站 50000 6012*2 2003.09.02 24 15%～30%
110kV新民站 63000 8016*2 2009.08.13 25 15%～30%
因此，从实践讲，规定15%～30%作为不具备计算条件时，估算电容器组容量的简便方法是可行的。
3、电力电容器的安装地点
电容器组应安装于主变压器的主要负荷侧，可降低变压器的损耗，提高母线电压，补偿效果最好。110～220kV变电站多将电容器组安装于10kV侧。
4、电力电容器组的接线
接线的有关规定
国家标准GB50227-1995对高压并联电容器组的接线规定如下：
（1）电容器组宜采用星形或双星形的接线方式，在中性点非接地的电网中，星形接线的电容器组中性点不应接地；
（2）电容器组的每相或每个桥臂由多台电容器串、并联组合时，应采用先并联、后串联的接线方案。
二、电力电容器的运行要求
1、严格控制电容器的运行电压、环境温度
1.1 运行电压
运行中电容器内部的有功功率损耗由其介质损耗和导体电阻损耗组成，而介质损耗占电容器总有功功率损耗的98%以上，其大小与电容器的温升有关，可用下式表示：
P=Qtanδ=ωCU2tanδ=0.314CU2tanδQ=0.314CU2
式中，P为电容器的有功功率损耗（kW）；Q为电容器的无功功率（kvar）；tanδ为介质损失角正切值；ω为电网角频率（rad/s）；C为电容器的电容量（μF）；U为电容器的运行电压（kV）。由公式可知：当运行电压超过额定值将使电容器过负荷，运行电压分别为电容器额定电压的110%或120%时，无功功率就分别增加了21%或44%；而电容器运行电压比额定值低，则降低了无功出力，如运行电压为额定电压的90%时，无功功率降低19%，使容量没有充分利用。另一方面，电容器的寿命随电压的升高而缩短，在高场强下，绝缘介质老化加速，寿命缩短。因此电容器运行电压原则上等于额定电压，并严格控制在一定的范围以内，以保证电容器的安全运行。
1.2 环境温度
电容器和其他电气设备不同，它通常是在满负荷下较长时间运行的。因此，环境温度对电容器的运行温度影响很大。有试验表明，当温度升高10℃，电容器的电容量下降速度将加快一倍。电容器长期处于高电场强度和高温下运行将引起绝缘介质老化和介质损失角δ的增大，使电容器内部温升超过允许值而发热，缩短电容器的使用寿命，严重时，在高电场强度作用下导致电容器热击穿而损坏。按照电容器的有关技术条件规定，电容器的工作环境温度一般以40℃为上限。反之，若温度过低时，因浸渍剂粘度增加，流动性、吸气性变差，外壳内部压力下降，局部放电电压降低，结果也会引起电介质老化和击穿，降低电容器的使用寿命。因此，一方面要选用其温度类别与实际的运行环境温度相适应的电容器，另一方面在电容器的安装使用中要特别注意电容器在实际使用工况下的通风、散热和辐射问题，使电容器在运行中所产生的热量能即使散发出去，在高温条件下降低电容器内部的介质温度，以达到延长电容器实际使用寿命的目的。
2、电力电容器无功调节原则
无功电压的调节应遵循先调节无功后调电压的原则。在高峰负荷期间，对于重负荷的变电站，如投入全部电容器组后电压仍偏低，则通过调节主变分接头调高电压。在低谷负荷期间，应先退出电容器组，如母线电压仍偏高，则须通过调节主变分接头降低母线电压，要注意防止220千伏母线电压越上限，同时确保220千伏变电站变高侧功率因数不高于0.95。电容器组的投入、退出须遵循轮投和先投先退的原则，降低同一组电容器因投入率过高而故障机率增大的风险。
3、电容器的巡视检查、运行维护
为了保证电容器故障率下降，必须加强电容器组的巡视检查、日常维护工作。结合《变电站运行规程》的有关规定及运行经验，总结出以下一些有效措施：
外壳各部是否渗漏；外壳是否鼓肚，膨胀量是否超过正常热胀冷缩的弹性许可度；室外电容器组未涂冷锌的还应检查外壳油漆是否脱落、生锈，当脱落或生锈较严重时可涂冷锌解决；套管是否清洁，完整，有无裂纹，放电现象；引线连接处，各处有无松动，脱落或断线，发热变色。电容器容量与熔断器容量的配置必须相符等。严禁电容器带病运行。
关键词：电力电容器 容量 中性点 功率
一、合理选择电力电容器的安装容量
1、 电力电容器安装容量的有关规定
国家标准GB50227—1995《并联电容器设计规范》规定：“变电站电力电容器安装容量应根据本地区电网无功规划以及国家现行标准《电力系统电压和无功电力技术导则》和《全国供用电规则》的规定计算后确定。当不具备设计计算条件时，电容器组安装容量可按主变压器容量的15%～30%确定。”
2、电力电容器容量的简略估算
装于主变压器低压侧绕组的电容器组，其总容量应不超过该绕组的额定容量。
以下选择长安集控中心五个站点进行补偿电容器容量估算。详见下表：
站名 #1主变容量（KVA） 该母线电容器容量（Kvar） 出厂日期 估算比例结果（%） 比例参考
220kV长安站 180000 8016*4 1998.06.28 18 15%～30%
220kV信垅站 240000 10020*5 2006.12.21 21 15%～30%
110kV锦厦站 50000 6000*2 2003.04.09 24 15%～30%
110kV厦岗站 50000 6012*2 2003.09.02 24 15%～30%
110kV新民站 63000 8016*2 2009.08.13 25 15%～30%
因此，从实践讲，规定15%～30%作为不具备计算条件时，估算电容器组容量的简便方法是可行的。
3、电力电容器的安装地点
电容器组应安装于主变压器的主要负荷侧，可降低变压器的损耗，提高母线电压，补偿效果最好。110～220kV变电站多将电容器组安装于10kV侧。
4、电力电容器组的接线
接线的有关规定
国家标准GB50227-1995对高压并联电容器组的接线规定如下：
（1）电容器组宜采用星形或双星形的接线方式，在中性点非接地的电网中，星形接线的电容器组中性点不应接地；
（2）电容器组的每相或每个桥臂由多台电容器串、并联组合时，应采用先并联、后串联的接线方案。
二、电力电容器的运行要求
1、严格控制电容器的运行电压、环境温度
1.1 运行电压
运行中电容器内部的有功功率损耗由其介质损耗和导体电阻损耗组成，而介质损耗占电容器总有功功率损耗的98%以上，其大小与电容器的温升有关，可用下式表示：
P=Qtanδ=ωCU2tanδ=0.314CU2tanδQ=0.314CU2
式中，P为电容器的有功功率损耗（kW）；Q为电容器的无功功率（kvar）；tanδ为介质损失角正切值；ω为电网角频率（rad/s）；C为电容器的电容量（μF）；U为电容器的运行电压（kV）。由公式可知：当运行电压超过额定值将使电容器过负荷，运行电压分别为电容器额定电压的110%或120%时，无功功率就分别增加了21%或44%；而电容器运行电压比额定值低，则降低了无功出力，如运行电压为额定电压的90%时，无功功率降低19%，使容量没有充分利用。另一方面，电容器的寿命随电压的升高而缩短，在高场强下，绝缘介质老化加速，寿命缩短。因此电容器运行电压原则上等于额定电压，并严格控制在一定的范围以内，以保证电容器的安全运行。
1.2 环境温度
电容器和其他电气设备不同，它通常是在满负荷下较长时间运行的。因此，环境温度对电容器的运行温度影响很大。有试验表明，当温度升高10℃，电容器的电容量下降速度将加快一倍。电容器长期处于高电场强度和高温下运行将引起绝缘介质老化和介质损失角δ的增大，使电容器内部温升超过允许值而发热，缩短电容器的使用寿命，严重时，在高电场强度作用下导致电容器热击穿而损坏。按照电容器的有关技术条件规定，电容器的工作环境温度一般以40℃为上限。反之，若温度过低时，因浸渍剂粘度增加，流动性、吸气性变差，外壳内部压力下降，局部放电电压降低，结果也会引起电介质老化和击穿，降低电容器的使用寿命。因此，一方面要选用其温度类别与实际的运行环境温度相适应的电容器，另一方面在电容器的安装使用中要特别注意电容器在实际使用工况下的通风、散热和辐射问题，使电容器在运行中所产生的热量能即使散发出去，在高温条件下降低电容器内部的介质温度，以达到延长电容器实际使用寿命的目的。
2、电力电容器无功调节原则
无功电压的调节应遵循先调节无功后调电压的原则。在高峰负荷期间，对于重负荷的变电站，如投入全部电容器组后电压仍偏低，则通过调节主变分接头调高电压。在低谷负荷期间，应先退出电容器组，如母线电压仍偏高，则须通过调节主变分接头降低母线电压，要注意防止220千伏母线电压越上限，同时确保220千伏变电站变高侧功率因数不高于0.95。电容器组的投入、退出须遵循轮投和先投先退的原则，降低同一组电容器因投入率过高而故障机率增大的风险。
3、电容器的巡视检查、运行维护
为了保证电容器故障率下降，必须加强电容器组的巡视检查、日常维护工作。结合《变电站运行规程》的有关规定及运行经验，总结出以下一些有效措施：
外壳各部是否渗漏；外壳是否鼓肚，膨胀量是否超过正常热胀冷缩的弹性许可度；室外电容器组未涂冷锌的还应检查外壳油漆是否脱落、生锈，当脱落或生锈较严重时可涂冷锌解决；套管是否清洁，完整，有无裂纹，放电现象；引线连接处，各处有无松动，脱落或断线，发热变色。电容器容量与熔断器容量的配置必须相符等。严禁电容器带病运行。