什么是无功功率 功率补偿柜
在电力系统的管理之中，特别是我国工业领域的低压补偿柜使用场景下，本文综合当前低压无功补偿柜设计的常见问题，从电容器选择与保护、柜体设计等方面提出改进思路，以优化无功功率补偿效果。
随着电力资源的合理利用与节能减排的需求提升，许多企业开始安装无功功率补偿柜（PFC柜）以提高电能质量并减少系统损耗。为更好地运用这一技术，首要任务是理解无功功率补偿的原理，并在此基础上识别当前PFC柜设计中的挑战及相应的解决方案。
在电力系统中，电动机和其他带线圈（绕组）的设备是主要的负载形式，即感性负载。这类负载会消耗部分电功率来建立磁场，增加了电源的负担。维持高功率因数对减少线路损耗、提高供电质量至关重要。我国大多数供电公司要求用户的功率因数需达到0.9以上。
无功补偿的基本方法是通过并联适当容量的电容器来提高感性负载的功率因数，以实现电源与负载间能量的有效交换。当前PFC柜的设计仍存在一些问题。
2.1 当前PFC柜设计的问题包括：
- 设计基于线性负荷侧性质假设，难以适应各种非线性负荷；
- 取样信号及投切阀值不完善，缺乏动态预算及闭环技术措施；
- 投切时产生的浪涌电流及交流接触器易拉弧问题；
- 控制器对谐波污染等非标准电网环境的适应性不足。
2.2 电容器选型及保护方面的问题有：
- 部分PFC柜仍使用油浸式电容，缺乏预充电电阻及内部安全保障；
- 电路设计中对电容器的保护不足，如使用空气开关可能导致故障时无法及时切断回路。
2.3 柜体设计方面的问题包括：
- 通风设计不重视，导致电容器长期高温运行，寿命缩短；
- 柜内器件隔离不充分，电容器等故障可能导致电气火灾。
针对以上问题，本文提出以下改进思路：
3.1 电容器的选择与保护
应选择能承受高电压和浪涌电流的电容，如FRAKO电容，其可承受较高的浪涌电流。选择节能环保的干式电容，内置预充电电阻和保险，以提高电容器的安全性和使用寿命。
3.2 强化电容器的保护措施
需检查供电侧的用电质量，确保在可接受范围内。建议使用解谐的补偿柜以抑制谐波对电容寿命的影响。选择适当的开关（如熔断器隔离开关和可控硅与交流接触器结合的复合开关）以降低投切时的涌流和拉弧。
3.3 柜体设计的优化
设计应考虑通风、隔离和散热等因素。推荐使用强制通风系统，并确保电容器装配在通风良好的底板上。柜体设计需遵循安全原则，防止的带电体和用阻燃材料加强隔离。PFC柜的防护等级应达到IPX1，以防止液体直接进入配电盘。
在无功功率补偿的方式上，应结合个别就地补偿、分组补偿和集中补偿等多种形式，确保通过并联电容器等设备装置达到补偿线路电流损耗的目的。保护功能全面的控制技术、良好通风的柜体设计、元器件正确的安装隔离方式以及细致周到的安全防护措施是确保补偿柜正常安全运行的关键。