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淺談低壓電容器無功補償?shù)募夹g與經(jīng)濟性

閱讀:1444        發(fā)布時間:2019-4-15

無功功率是維持電力系統(tǒng)正常運行主要的一個因素。搞好電力系統(tǒng)的無功平衡,提高負荷的功率因數(shù),可以減少線路和變壓器中的有功功率損耗和其他電能損耗,從而提高電能質(zhì)量,降低電能損耗,并保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和用戶的供電質(zhì)量。交直流分壓器主要用于脈沖高壓,雷電高壓,工頻高壓的測量以及電力系統(tǒng)及電氣、電子設備制造部門工頻交流高電壓和直流高電壓的測量。

1無功補償?shù)淖饔?/p>

1.1提高變配電設備利用率,減少投資費用

對低功率因數(shù)的負荷進行無功補償,接入并聯(lián)電容器,由于無功電流得到補償,使得負荷電流減少

由于功率因數(shù)提高而使變配電設備減少的容量(kVA)可用公式1計算:

ΔS=P/COSφ1-P/COSφ2

=P×(COSφ2-COSφ1)/(COSφ2×COSφ1)

(1)式中:

S---為減少的設備容量

P---為負荷有功功率

COSφ1---為補償前負荷功率因數(shù)

COSφ2---為補償后負荷功率因數(shù)

如1000kW的負荷容量,補償前功率因數(shù)為0.7,從公式1中可計算出當功率因數(shù)補償?shù)?.95時,為該負荷輸電的變配電設備容量可減少376kVA,對于新建項目可以減少投資費用(變配電設備容量減少376kVA,可減少基本電費的支出),經(jīng)濟效益明顯。

2.2降低電網(wǎng)中的功率損耗

當負荷的功率因數(shù)從1降到COSφ時,電網(wǎng)中的功率損耗將增加的百分數(shù)約為δp(%)=(1/COS2φ-1)×100%

2.3減少了線路的壓降

由于功率因數(shù)的提高,線路傳送電流小了,系統(tǒng)的線路電壓損失相應減小,有利于改善末端的電能質(zhì)量。

2.4提高功率因數(shù)及相應地減少電費

根據(jù)國家水利電力部國家物價局1983年頒布的《功率因數(shù)調(diào)整電費辦法》規(guī)定三種功率因數(shù)標準值,相應地減少電費:

①功率因數(shù)標準0.90,適用于160千伏安以上的高壓供電工業(yè)用戶、裝有帶負荷調(diào)整電壓裝置的高壓供電電力用戶和3200千伏安及以上的高壓供電電力排灌站。②功率因數(shù)標準0.85,適用于100千伏安(千瓦)及以上的其他工業(yè)用戶,100千伏安(千瓦)及以上的非工業(yè)用戶和100千伏安(千瓦)及以上的電力排灌站。③功率因數(shù)標準0.80,適用于100千伏安(千瓦)及以上的農(nóng)業(yè)用戶和躉售用戶。

3低壓并聯(lián)電容器無功補償?shù)姆N類

3.1集中補償

在低壓配電所內(nèi)配置若干組電容器接在配電母線上,補償供電范圍內(nèi)的無功功率

3.2就地補償

將補償電容器安裝于用電負荷附近,或直接并聯(lián)于用電設備上

就地補償分為兩種:一是分散就地補償,電容器接在低壓配電裝置或動力箱的母線上,對附近的用電設備進行無功補償。二是單獨就地補償,將電容器直接接在用電設備端子上或保護設備末端,一般不需要電容器用的操作保護設備,

3.3就地補償與集中補償節(jié)能比較

4電容補償在技術上應注意的問題

①防止涌流。在電容器投入時,一般情況下伴隨著很大的涌流,在IEC出版物831電容器篇中電容器投入涌流的計算公式Is=In×√2S/Q

(3)式中:

Is---為電容器投入時的涌流(A)

In---為電容器額定電流(A)

S---為安裝電容器處的短路功率(MVA)

Q---為電容器容量(Mvar)

在低壓電容器回路中,可采用以下方法限制:一是串聯(lián)電抗器;二是加大投切電容器的容量;三是采用電容器投切的接觸器。

②防止系統(tǒng)諧波的影響。由于電容器回路是一個LC電路,對于某些諧波容易產(chǎn)生諧振,造成諧波放大,使電流增加和電壓升高。為此可采用串聯(lián)一定感抗值的電抗器以避免諧振,如以電抗器的百分比為K,當電網(wǎng)中5次諧波較高,而3次諧波不太高時,K宜采用4.5%;如中3次諧波較高時,K宜采用12%,當電網(wǎng)中諧波不高時,K宜采用0.5%。

③防止產(chǎn)生自勵。采用電容器就地補償電動機無功功率,電容器直接并聯(lián)在電動機上,切斷電源后,電動機在慣性作用下繼續(xù)運行,此時電容器的放電電流成為勵磁電流。如果補償電容器的容量過大,就可使電動機的磁場得到自勵而產(chǎn)生電壓,電動機即運行于發(fā)電狀態(tài),所以補償容量小于電動機空載容量就可以避免,一般取0.9倍就沒關系。

QC=0.9×3UI0

(4)式中:

Qc---為補償電容器容量

U---為系統(tǒng)電壓

I0---為電動機空載電流

5電容補償控制的選擇及補償容量的確定

5.1電容器組投切方式的選擇

電容器組投切方式分手動和自動兩種。對于補償?shù)蛪夯緹o功及常年穩(wěn)定的高壓電容器組,宜采用手動投切;為避免過補償或輕載時電壓過高,易造成設備損壞的,宜采用自動投切。高、低壓補償效果相同時,宜采用低壓自動補償裝置。

5.2電容器補償容量的確定

先進行負荷計算,確定有功功率P和無功功率Q,補償前自然功率因數(shù)為cosφ1,要補償?shù)降墓β室驍?shù)為cosφ2。則QC=P(tgφ1-tgφ2)

(5)式中:

Qc---為補償電容器容量

P---為負荷有功功率

COSφ1---為補償前負荷功率因數(shù)

COSφ2---為補償后負荷功率因數(shù)

確定無功補償容量時,還應注意以下三點:①在輕負荷時要避免過補償,倒送無功造成功率損耗增加,也是不經(jīng)濟的。②功率因數(shù)越高,每千乏補償容量減少損耗的作用將變小,通常情況下,將功率因數(shù)提高到0.95就是合理補償。③就地補償電容器容量選擇的主要參數(shù)是勵磁電流,因為不使電容器造成自勵是選用電容器容量的必要條件,可用公式4計算。

6結(jié)語

采用無功補償可以提高功率因數(shù),是一項投資少,收效快的節(jié)能措施。并聯(lián)補償電容器原理簡單、使用方便、運行經(jīng)濟,還可以分組投切保證電壓合格率和合理的功率因數(shù)。我國很多地區(qū)配電網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)平均功率因數(shù)偏低,通過采用補償電容器進行合理的補償,一定能夠提高供電質(zhì)量并取得明顯的經(jīng)濟效益。

 

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