论文 P 1 / 5
低压无功补偿柜在高海拔地区的降容使用方法
南旭福（北京）信息工程技术有限公司 范福在
摘要：本文论述低压无功补偿装置、电容器、电抗器等在高海拔地区的具体降容使用方法 关健词：高海拔地区，无功补偿装置，降容系数
Derating guide for Low voltage power factor correct devices install on the area of high altitude
Fuzai fan SouthWood Information & Technology Co., Ltd
Abstract: the paper descript the derating factor for those PFC install at the area of high altitude Keywords: the area of high altitude, low voltage power factor correct devices, derating 1. 前言
随着西部大开发进程的加速， 越来越多的工程项目在云南、青海、西藏在建设起来。由于空气密度、压力会随着海拔高度的升高而变小， 电气设备的散热能力和绝缘水平也会因此受到影响， 应用于高海拔地区的电气设备的结构或选型标准就区别于低海拔地区。无功补偿装置是配电室中常用的设备之一，它用于提高功率因数、降低压降、提高设备利用率、减少发热损耗等功能。目前没有确切的降容标准适用于无功补偿柜及其内部的电容器、电抗器，本人近年来陆续参与了几个海拔在2600-3900米的低压无功补偿的项目，在本文中根据项目前期选型设计、到后期的现场使用情况总结无功补偿柜及其电容器、电抗、熔断器的降容使用方法。 2. 高海拔的关于高度标准
在我国及其它IEC 标准的国家2000米以上就称之为高海拔地区或高原地区， 而在美国等北美国家将这个高度定义在1000m 。我们在做器件选型是关健是要看该器件技术参数中所定义的无须降容的海拔高度。
论论文 P 2 / 5 33. 高海拔地地区低压配配电柜的降容容总则 33.1 电压、电流降容系系数
在《《IEEE Std CC37.20. 1 IIEEE Standdard for Mettal-Enclosed d Low-Volttage Power Circuit B Breaker Swwitchgear 金属封闭式低低压开关柜》》标准表11 中 给出下下面的电压、电流与海海拔的降容系系数数， 可供我我们参考。根据这个标标准无功补偿柜内所有有器件的电压压、电流都都不能低压降降容后的值值（厂家另我我有说明的除
除外）。
Altitude(mm) 海拔 2000m annd below 2000m
及
及以下 2600m 3900m
Voltage 电压压
1.00 0.95 0.80
（表一：海拔高度降降容系数 ）
Current t 电流
1.000 0.999 0.996
33.2 电间隙和和爬电距离
离修正系数
由于高高海拔工地区区电气设备备的绝缘能力力降低， 要要增加无功补补偿柜带电电导体的电气气间隙和爬爬电距离，国
国家标准《 GB/T 169335.1---1997低压系统统内设备绝缘缘配合》表表A.2中给出出了修正系数，在在设计、制制造时要考虑虑到这个因因素。
（表表二:海拔修正系数）
论论文 P 3 / 5 44. 电容器的降容方法法
电容器器与大多数其其它的电气气设备不同，，一旦投入入将会连续满满负荷工作作，既在电压压固定的前提下电容器的的发热量保持持不同， 由于高海拔由地区设备的的散热能力降低，造成成电容器的内内容温度会会升升高， 过高高的温度会会严重影响电容器的寿寿命的，另外外谐波电压压造成电容器的实际工工作电压升高， 电容器的电电流加大， 发热量会增增加的更多。从图一、图二可以看看出超温、过电压对电电容器寿命命的影响。我我们在选型是是要充分考考虑温升、过过压的因数数。
图图一 温升与寿命命关系曲线图图（横坐：标温升、纵坐标标：寿命百分比）
图图二 电压与寿寿命关系曲线线图（横坐：电电压U/Un）、纵坐标：寿寿命百分比）
电容器器发热量直接接决定电容器的温升，如何减少电容器的发发热量呢？方方法是选择择更高电压等等级级的电容器器， 由于电电容器的发热热量与实际
运行电压的
的平方成正比，运行电
电压下降之后后， 电容器器的实际输出出容量变小的
的，
与其额额定电压下的发热量相相比，
发热热量降低了，
电容的内内部温升可以以得得到控制。
由于电容器内部的热阻、散热面程等没有发生变化， 根据下表的高海拔下的温升修正系数，相应地通过提高电容器额定电压来减少电容器的发热量， 以保证电容内部温度。
序号 1 2 3 4 5
高度（米）
0 1500 3000 4500 600
自然对流正系数
1 1.1 1.21 1.33 1.48
电压降容系数
1.00 0.95 0.91 0.87 0.82
表三： 电容器电压降容系数
5. 电抗器
如果电容器需要串入电抗器，电抗器是发热量很大的器件，过热的问题会比较突出， 电抗的过热也会影响柜内的其它器件， 这时应该考虑将电抗器降容使用，以保证电容器不会超温 如果制造厂没有给出相应海拔高度的降容系数， 建议参照 《IEEE Std C57.96-1999-R2005 IEEE Guide for Loading Dry-Type Distribution and Power Transformer 干式配电和电力变压器指南》表A.3， 在这个标准里明确给出了电流降容的系数，下面的系数是按照高出电抗器所定义的海拔高度之外的数字来计算的。
Type of cooling 冷却方式
Self-cooled(AA) 自然冷却 Forced-air-cooled(FA) 强风冷却
Derating factor(%) for each 100m (330ft) 每100m(330ft) 降容系数
0.3 0.5
表四： 海拔高度大于1000m(3300ft)的额定KVA 降容系统（环境温度30℃）IEEE Std C57.96 TABLE A.3
电抗器降容使用之后， 电抗器的运行电流下降，发热量减少了，但是电抗器的的电抗率也会下降， 需要验证电抗是否在要求的数值之上， 否则就得定制电抗的电抗率了，否则就不会起到抑制谐波的作业， 还有可以发生谐振。
电抗器的额定电压不能低压根据表一修正后的电压值 。
6. 保护开关
电容器多选用熔断器保护， 对于电容器长期投入使用的场合， 要注意熔断器的选型，要特别关注熔断器与底座接触点的发热量及散热能力。在我以往的项目中出现过熔断器发热大而烧裂熔断器外部陶瓷、损坏电缆绝缘层的情况。 以个人的经验是熔断器的额定电流可以和常规的选型一致， 但是对于熔断器尺寸与电流大小处于临界位置的， 建议将熔断器的尺寸变大但是电流不变。 7. 结语
本文通过笔者参考相关的标准和多年的工作经验， 明确指出无功补偿装置及柜内用电容器、电抗器、熔断器在的高海拔区域使用的降容依据、降容的系数和方法， 并已在多个补偿类型不同的项目中成功应用。
参考文献：
1. IEEE Std C37.20.1 IEEE Standard for Metal-Enclosed Low-Voltage Power Circuit Breaker Switchgear金属封闭式低压开关柜
2. GB/T 16935.1---2008《低压系统内设备的绝缘配合》
3. 沈永琪 温度、电压、谐波、涌流等对电容器寿命的影响 电力电容器 2005年第2期
4. GBT 12747.1-2004 标称电压 1kV 及以下交流电力系统用自愈式并联电容器 第1部分：总则-性能、试验和定额-安全要求-安装和运行导则
5. IEEE Std C57.96-1999-R2005 IEEE Guide for Loading Dry-Type Distribution and Power Transformer 干式配电与电力变压器指南
6. GBT 1094.1-2013 电力变压器 第1部分总则 7. GBT 1094.6-2011 电力变压器 第6部分：电抗器 作者介绍：
范福在（1975--），男，福建，长期从事低压配、电能质量工作，通讯地址：北京市中关村东路8号C 座325单元 南旭福（北京）信息工程技术有限公司 100083 [email protected]
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低压无功补偿柜在高海拔地区的降容使用方法
南旭福（北京）信息工程技术有限公司 范福在
摘要：本文论述低压无功补偿装置、电容器、电抗器等在高海拔地区的具体降容使用方法 关健词：高海拔地区，无功补偿装置，降容系数
Derating guide for Low voltage power factor correct devices install on the area of high altitude
Fuzai fan SouthWood Information & Technology Co., Ltd
Abstract: the paper descript the derating factor for those PFC install at the area of high altitude Keywords: the area of high altitude, low voltage power factor correct devices, derating 1. 前言
随着西部大开发进程的加速， 越来越多的工程项目在云南、青海、西藏在建设起来。由于空气密度、压力会随着海拔高度的升高而变小， 电气设备的散热能力和绝缘水平也会因此受到影响， 应用于高海拔地区的电气设备的结构或选型标准就区别于低海拔地区。无功补偿装置是配电室中常用的设备之一，它用于提高功率因数、降低压降、提高设备利用率、减少发热损耗等功能。目前没有确切的降容标准适用于无功补偿柜及其内部的电容器、电抗器，本人近年来陆续参与了几个海拔在2600-3900米的低压无功补偿的项目，在本文中根据项目前期选型设计、到后期的现场使用情况总结无功补偿柜及其电容器、电抗、熔断器的降容使用方法。 2. 高海拔的关于高度标准
在我国及其它IEC 标准的国家2000米以上就称之为高海拔地区或高原地区， 而在美国等北美国家将这个高度定义在1000m 。我们在做器件选型是关健是要看该器件技术参数中所定义的无须降容的海拔高度。
论论文 P 2 / 5 33. 高海拔地地区低压配配电柜的降容容总则 33.1 电压、电流降容系系数
在《《IEEE Std CC37.20. 1 IIEEE Standdard for Mettal-Enclosed d Low-Volttage Power Circuit B Breaker Swwitchgear 金属封闭式低低压开关柜》》标准表11 中 给出下下面的电压、电流与海海拔的降容系系数数， 可供我我们参考。根据这个标标准无功补偿柜内所有有器件的电压压、电流都都不能低压降降容后的值值（厂家另我我有说明的除
除外）。
Altitude(mm) 海拔 2000m annd below 2000m
及
及以下 2600m 3900m
Voltage 电压压
1.00 0.95 0.80
（表一：海拔高度降降容系数 ）
Current t 电流
1.000 0.999 0.996
33.2 电间隙和和爬电距离
离修正系数
由于高高海拔工地区区电气设备备的绝缘能力力降低， 要要增加无功补补偿柜带电电导体的电气气间隙和爬爬电距离，国
国家标准《 GB/T 169335.1---1997低压系统统内设备绝缘缘配合》表表A.2中给出出了修正系数，在在设计、制制造时要考虑虑到这个因因素。
（表表二:海拔修正系数）
论论文 P 3 / 5 44. 电容器的降容方法法
电容器器与大多数其其它的电气气设备不同，，一旦投入入将会连续满满负荷工作作，既在电压压固定的前提下电容器的的发热量保持持不同， 由于高海拔由地区设备的的散热能力降低，造成成电容器的内内容温度会会升升高， 过高高的温度会会严重影响电容器的寿寿命的，另外外谐波电压压造成电容器的实际工工作电压升高， 电容器的电电流加大， 发热量会增增加的更多。从图一、图二可以看看出超温、过电压对电电容器寿命命的影响。我我们在选型是是要充分考考虑温升、过过压的因数数。
图图一 温升与寿命命关系曲线图图（横坐：标温升、纵坐标标：寿命百分比）
图图二 电压与寿寿命关系曲线线图（横坐：电电压U/Un）、纵坐标：寿寿命百分比）
电容器器发热量直接接决定电容器的温升，如何减少电容器的发发热量呢？方方法是选择择更高电压等等级级的电容器器， 由于电电容器的发热热量与实际
运行电压的
的平方成正比，运行电
电压下降之后后， 电容器器的实际输出出容量变小的
的，
与其额额定电压下的发热量相相比，
发热热量降低了，
电容的内内部温升可以以得得到控制。
由于电容器内部的热阻、散热面程等没有发生变化， 根据下表的高海拔下的温升修正系数，相应地通过提高电容器额定电压来减少电容器的发热量， 以保证电容内部温度。
序号 1 2 3 4 5
高度（米）
0 1500 3000 4500 600
自然对流正系数
1 1.1 1.21 1.33 1.48
电压降容系数
1.00 0.95 0.91 0.87 0.82
表三： 电容器电压降容系数
5. 电抗器
如果电容器需要串入电抗器，电抗器是发热量很大的器件，过热的问题会比较突出， 电抗的过热也会影响柜内的其它器件， 这时应该考虑将电抗器降容使用，以保证电容器不会超温 如果制造厂没有给出相应海拔高度的降容系数， 建议参照 《IEEE Std C57.96-1999-R2005 IEEE Guide for Loading Dry-Type Distribution and Power Transformer 干式配电和电力变压器指南》表A.3， 在这个标准里明确给出了电流降容的系数，下面的系数是按照高出电抗器所定义的海拔高度之外的数字来计算的。
Type of cooling 冷却方式
Self-cooled(AA) 自然冷却 Forced-air-cooled(FA) 强风冷却
Derating factor(%) for each 100m (330ft) 每100m(330ft) 降容系数
0.3 0.5
表四： 海拔高度大于1000m(3300ft)的额定KVA 降容系统（环境温度30℃）IEEE Std C57.96 TABLE A.3
电抗器降容使用之后， 电抗器的运行电流下降，发热量减少了，但是电抗器的的电抗率也会下降， 需要验证电抗是否在要求的数值之上， 否则就得定制电抗的电抗率了，否则就不会起到抑制谐波的作业， 还有可以发生谐振。
电抗器的额定电压不能低压根据表一修正后的电压值 。
6. 保护开关
电容器多选用熔断器保护， 对于电容器长期投入使用的场合， 要注意熔断器的选型，要特别关注熔断器与底座接触点的发热量及散热能力。在我以往的项目中出现过熔断器发热大而烧裂熔断器外部陶瓷、损坏电缆绝缘层的情况。 以个人的经验是熔断器的额定电流可以和常规的选型一致， 但是对于熔断器尺寸与电流大小处于临界位置的， 建议将熔断器的尺寸变大但是电流不变。 7. 结语
本文通过笔者参考相关的标准和多年的工作经验， 明确指出无功补偿装置及柜内用电容器、电抗器、熔断器在的高海拔区域使用的降容依据、降容的系数和方法， 并已在多个补偿类型不同的项目中成功应用。
参考文献：
1. IEEE Std C37.20.1 IEEE Standard for Metal-Enclosed Low-Voltage Power Circuit Breaker Switchgear金属封闭式低压开关柜
2. GB/T 16935.1---2008《低压系统内设备的绝缘配合》
3. 沈永琪 温度、电压、谐波、涌流等对电容器寿命的影响 电力电容器 2005年第2期
4. GBT 12747.1-2004 标称电压 1kV 及以下交流电力系统用自愈式并联电容器 第1部分：总则-性能、试验和定额-安全要求-安装和运行导则
5. IEEE Std C57.96-1999-R2005 IEEE Guide for Loading Dry-Type Distribution and Power Transformer 干式配电与电力变压器指南
6. GBT 1094.1-2013 电力变压器 第1部分总则 7. GBT 1094.6-2011 电力变压器 第6部分：电抗器 作者介绍：
范福在（1975--），男，福建，长期从事低压配、电能质量工作，通讯地址：北京市中关村东路8号C 座325单元 南旭福（北京）信息工程技术有限公司 100083 [email protected]