随着国家经济的发(fā)展和人民生活水平(píng)的提高,大(dà)量(liàng)的居住楼盘、高档商场、宾馆、办公楼等民用建筑在城市(shì)中拔地而起,使城市用电量快速增长。但是,在这(zhè)些(xiē)民(mín) 用建筑场所内使用的多为单(dān)相电感性负荷,因(yīn)其自身功率因数(shù)较低(dī),在电网中滞后无功功率的比重较大。为保证降低电网中的无功功率,提高功率因数,保证有功功(gōng) 率的充分利用,提高系统的供(gòng)电效率(lǜ)和电压质量,减少(shǎo)线路(lù)损耗,降低配电线路的成本,节约电(diàn)能,通(tōng)常在(zài)低压供配电系(xì)统中装设电容器无功补偿(cháng)装置。本(běn)文主要通 过设计工(gōng)作中所遇到的具体工程(chéng)对(duì)无(wú)功自动补偿的方式和安装位置做出了分(fèn)析和比较。
分相自动补偿(cháng)的必要性
无功自动补偿按性质分为三相电(diàn)容自动补偿和分相电容自动补偿。
三相电容自动补偿适用于三相负载平衡的供配(pèi)电系统。因三相回路平衡,回路中无(wú)功电流相(xiàng)同,所以在补偿时,调节无功(gōng)功率参(cān)数的信(xìn)号取自(zì)三相(xiàng)中的任意一相,根据检测结果(guǒ),三(sān)相同时投切可保(bǎo)证三相(xiàng)电压的质量。三相电容自动补偿适用于有大量的三相用电设(shè)备(bèi)的厂矿企业中。
在民(mín)用建筑中大量使用的是单相负荷,照(zhào)明、空调等(děng)由于(yú)负荷变(biàn)化的随机性(xìng)大,容易造成三相负载的严重不平衡,尤其是(shì)住宅楼在(zài)运行中三相不平(píng)衡更为严重(chóng)。由于 调节补偿无功功率的采样信号取自三相中的(de)任意一相(xiàng),造(zào)成未检测的两相要么过补偿,要么欠补偿。如果过补偿,则过补(bǔ)偿相的电压升(shēng)高,造成控制、保护元件等用 电(diàn)设备因过电压而损坏;如果欠补偿,则补偿(cháng)相的回路电流增大,线路及(jí)断路器等设备(bèi)由于电流的增加而导致发热被烧坏。这种情况下(xià)用传统(tǒng)的三相无功补偿方式, 不但不节能,反而浪(làng)费资源,难以对系统的(de)无功补偿进行有效补偿,补偿过程中所(suǒ)产生的过、欠补偿等弊端更是(shì)对(duì)整个电网的正常运行带(dài)来了严重的危害(hài)。
对于三相不平衡及单相配电系统采(cǎi)用分相电容自动补偿是解(jiě)决上述问题的一种(zhǒng)较好的办法,其原理(lǐ)是通过调节无功功率参数的信号取自三相中的每一相,根据每(měi)相感性负载的大小和功率因(yīn)数的高低进行相应的补偿(cháng),对其它相不产生相互影响,故不会产生欠补偿和过补偿的情况。
智能三相自动无功补偿能自动检测各相负(fù)载(zǎi)的功率因数,同时自动分相投入各相所需的电容补偿(cháng)量,以使各相(xiàng)的无功功率补偿达(dá)到好的状态,对于大量使用单相(xiàng)用电负(fù)荷,易产生三相不平衡的用电单位如住宅小区、宾(bīn)馆、饭店、大型商场等民用建筑的配电系(xì)统(tǒng)有改善功率因数、提高电网效率、改善电(diàn) 压(yā)质量(liàng)、节约用(yòng)电、增大变器有功容量等显著效果,较大程度满足了“电网绿化(huà)”的 要求。分组电容自动补(bǔ)偿的应用在低压电网中大量的用电设备(bèi)为电感性(xìng),尤其是在大面积、大开间的(de)商场、办公楼等(děng)日常生活和办公场(chǎng)所,大都会采用发光效 果好的荧光灯进行人工照明。荧光(guāng)灯(dēng)具有光效好(hǎo)、寿命长、无污染等特点,属绿色光源。目前,民用建筑工程中大(dà)量使用电感型(xíng)镇流器荧光灯,压它具有成本低、寿(shòu)命长、维修工作量少、投资少等优点,但(dàn)其启动时间长,功率因数低,约为0.5~0.6,自身损耗大,加大了供配电系统网络损耗,造成了能源的浪费。
通过(guò)电容补偿(cháng)的方(fāng)式来解决大面积商场、办公楼的感性负荷功率因数低的问题是目前设计中常(cháng)用的方(fāng)法。
我们(men)在设(shè)计中(zhōng)通常的(de)做法有两种:在变配电(diàn)所设(shè)置集中高压(yā)或(huò)低压补偿柜,对系(xì)统前(qián)端进行补偿,虽能(néng)满足供电部门对并网(wǎng)功率因数的要求,但对以下各(gè)级(jí)分支(zhī)电 路不作补偿,因此低压配电线路中无功电流大,从而造成线(xiàn)路截面和配电开关容量不能减小(xiǎo),且不能保证整个低压系统的供电质量;另一种做法是在(zài)每台用电设备或 每盏照明灯具内设置电容器个别单独进行补偿,这种方式效果(guǒ)较好,对于厂矿(kuàng)企业使用的单台大容(róng)量用电设备(bèi)比较(jiào)适用,但对于(yú)大型商场等民(mín)用建筑来说,补偿投资 成本太大,性价比低,安(ān)装分散,造成后(hòu)期维修量大、维修困难,且电容器利用率(lǜ)低,实际应用并不理想,所(suǒ)以(yǐ)很少采用。
在(zài)目前低压补(bǔ)偿电容器技术和制造质量、自动(dòng)投切装置有了很大提(tí)高的(de)前提下,在(zài)这类民用建筑的配电系统中分组设置补偿电容,即根据建筑使用(yòng)功能分区,用电较(jiào)集中、电(diàn)气设备功率因数较低的配电箱(xiāng)处设置电容补偿装置较为(wéi)适宜。
分组补偿可提高设备利用率,减少(shǎo)配电系(xì)统容量
视其功率S=,由此可知在有功功率不变的前提下(xià),提高功率因数可降低无功功率,减小配电(diàn)系统的容量。
当功率因数由0.65提高到0.92时,设备利用率为:
η=×100%=×100%=29.35%即补偿后(hòu)设备利用率提高了29.35%。
在选用型(xíng)号及截面(miàn)相同的电缆时,减少了线路损耗
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