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淺談低壓電（diàn）容器無功補償的技術與經濟（jì）性

返回打印來源：儀（yí）天成電力時間：2017/12/06 閱讀：次

　　無功功率是維持電力係統正常運行主要的一個（gè）因素。搞好電力係統的（de）無（wú）功平衡，提高負荷的功率因數（shù），可以減少線路和變（biàn）壓（yā）器中的有功功率損耗和其他電能損耗，從而提高電能（néng）質量，降低電能損耗，並（bìng）保證了電力係統的穩定運行和（hé）用戶的供電質（zhì）量。交直流（liú）分壓（yā）器主（zhǔ）要用於脈衝高（gāo）壓，雷電高壓，工頻高壓的測量以及電力係統及電氣、電子設備製造部門工頻交流高電壓（yā）和直流高電壓的（de）測量。
　　1無功補償的作用
　　1.1提高變配電設備利用（yòng）率，減（jiǎn）少投資費用（yòng）
　　對低功率因數的負荷進行無功補償，接入並聯電容器,由於無功電流得到補償，使得負荷電流減少
　　由於功率因數提高而使變配電設備（bèi）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（yǒu）功功率
　　COSφ1---為補償（cháng）前負荷功率因數
　　COSφ2---為補償後負荷功率因數
　　如1000kW的負荷容量，補償前功率因數為0.7，從公式1中可計算（suàn）出（chū）當功率因（yīn）數補償到0.95時，為該負荷輸電的變配電設備容量可（kě）減少376kVA，對於新建項目可以減少投（tóu）資費用（變配電設（shè）備容量減少376kVA，可減少基本電（diàn）費的支出），經濟效益（yì）明（míng）顯。
　　2.2降低電（diàn）網中的功率損耗
　　當負荷的功率因數從1降到COSφ時，電（diàn）網中的功（gōng）率損（sǔn）耗將增加的百分數約為（wéi）δp（%）=（1/COS2φ-1）×100%
　　2.3減少了線路的壓降
　　由於功率（lǜ）因數的提高，線路傳送電流小（xiǎo）了（le），係統的線路電壓損失相應減小，有利於（yú）改善末端的電能（néng）質（zhì）量。
　　2.4提高功率因數及相應地減少電費（fèi）
　　根據國家水利電（diàn）力部國家物價局1983年頒布的《功率因數調整電費辦法》規定三種功率因（yīn）數標準值，相應地減（jiǎn）少電費：
　　①功率因數標準0.90，適用（yòng）於160千伏安以上的高壓供電工業用戶、裝有帶負荷調整電壓裝置的（de）高壓供電電力用戶和3200千（qiān）伏安及以（yǐ）上的高壓供電電力排灌站。②功率因數標準0.85，適用於100千伏安（千瓦）及以上的其他工業用戶，100千伏安（千瓦）及以上（shàng）的非工業用戶和100千伏安（千瓦）及以上的電力排灌站。③功率因數標準0.80，適用於100千伏安（千瓦）及以上的農業用戶和躉售用戶。
　　3低壓並聯電（diàn）容器（qì）無功補償的種類
　　3.1集中補償
　　在低壓配電（diàn）所內配置若幹組電容器接在配電母線上，補償（cháng）供電範圍內的無（wú）功功率
　　3.2就地補償（cháng）
　　將補償（cháng）電容器安裝於用電負荷附近，或直（zhí）接並聯於用電設備上
　　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（xiāng）的母線上，對附近的用電設（shè）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（xū）要電容器用的操作（zuò）保護設備（bèi），
　　3.3就（jiù）地補償與集（jí）中補償節能比較
　　4電（diàn）容補償在技術上（shàng）應注意的問題
　　①防止湧流。在（zài）電容器投入時，一般情況（kuàng）下（xià）伴隨著很大（dà）的湧流，在IEC出版物（wù）831電容器篇中電容器投入湧流的計算（suàn）公式Is＝In×√2S/Q
（3）式中：
　　Is---為電容器投入時的湧流（A）
　　In---為（wéi）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，可采用以下方法限製：一是串聯電抗器；二是加（jiā）大投切電容（róng）器的容量；三是采用專（zhuān）用電容器投切（qiē）的（de）接觸（chù）器。
　　②防止係統諧（xié）波的（de）影響（xiǎng）。由（yóu）於電容器回（huí）路是一個LC電路（lù），對於某些諧波（bō）容易產生諧振，造成諧波放大，使電流（liú）增加和電壓升高。為此可（kě）采用（yòng）串聯一定感抗值的電抗（kàng）器以避免諧振（zhèn），如以電抗器的百分比為（wéi）K，當電網中5次諧波較高，而3次諧波（bō）不太高時，K宜采用4.5％；如中3次諧波較高時，K宜采用12％，當電網中諧波不高時，K宜采用0.5％。
　　③防止產生自勵。采用電容器就地補償電動機無功功率，電容器直（zhí）接並聯在電動機上，切斷電源後（hòu），電動機在慣性作用下（xià）繼續運行，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（chǎng）得到自勵而產生電壓，電動機即（jí）運（yùn）行於（yú）發電狀態，所以補償（cháng）容量小於電動機空載容量就可以避免，一般取0.9倍就沒關係。
　　QC=0.9×3UI0
　　（4）式中：
　　Qc---為補償電容器容量
　　U---為係統電壓
　　I0---為電動（dòng）機空載電流
　　5電容補償控製的（de）選擇及補償容量的確定
　　5.1電容器組投切方式的（de）選（xuǎn）擇
　　電容器組（zǔ）投切方式分手動和自動兩種（zhǒng）。對於補償低壓基本（běn）無功及常年穩定的高壓電容器組，宜采用手動投切；為避免過補償或輕載時電壓過高，易（yì）造成設備損壞的（de），宜采用自動投切。高、低壓（yā）補償效果相同時，宜采用低（dī）壓自動補償裝置。
　　5.2電容器補（bǔ）償容量的確定
　　先進（jìn）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為cosφ1，要補償到（dào）的（de）功率因數為cosφ2。則QC=P(tgφ1－tgφ2)
　　（5）式（shì）中：
　　Qc---為（wéi）補（bǔ）償（cháng）電容器容量
　　P---為負荷有功（gōng）功率
　　COSφ1---為補償前負荷功率因數
　　COSφ2---為補償後負荷功率因數
　　確定無功補償容量（liàng）時（shí），還應注意以下三點：①在輕負荷時要避免過補償，倒送無功（gōng）造成功率（lǜ）損耗（hào）增加，也是不經濟的。②功率（lǜ）因數越高，每千（qiān）乏補償容量減少損耗的作（zuò）用將變（biàn）小，通常情況（kuàng）下，將功率因數提高到0.95就是合理補償。③就地補償電容器容量選擇（zé）的主要參數是勵磁電（diàn）流，因為不使電容器造成自勵是選用電容器容量的必要條（tiáo）件，可用公式（shì）4計算。
　　6結語
　　采用無（wú）功補償可以提高（gāo）功率因數，是一項投資（zī）少，收效（xiào）快的節能措施。並聯補償電容器原理簡單、使用方便（biàn）、運行經濟，還可以分組投切保證電壓合格率和（hé）合理的功率（lǜ）因數（shù）。我國很多地區（qū）配電（diàn）網（wǎng）和農網平均功率因數偏低（dī），通（tōng）過采用補（bǔ）償電容器進行合理的補償，一（yī）定能夠提高供電質量並取得明顯的經濟（jì）效益。

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