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淺談低壓電容（róng）器無功補償（cháng）的技術與經濟性

返回打印（yìn）來源：儀天成電力時間：2017/12/06 閱（yuè）讀：次

　　無功功率是維持電力（lì）係統正常運行主要的（de）一個因素。搞好（hǎo）電力係統的無功平衡，提高負荷的功率因數，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，從而提高電能質量，降低電能損（sǔn）耗，並保證了電力係統的穩定運行和用戶的供電質量。交直流分壓器主要用於脈衝（chōng）高壓，雷（léi）電高壓，工頻高壓的測量以及電力係統及電氣、電子設備製（zhì）造部門工（gōng）頻交流高（gāo）電壓和直流高電壓的測量。
　　1無功補償的作用（yòng）
　　1.1提高變配電設備（bèi）利用率，減（jiǎn）少投資費用
　　對低功率因數的負荷進行無功補償，接（jiē）入（rù）並聯電容器（qì）,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（bèi）容量
　　P---為負荷有功功率
　　COSφ1---為補償前負荷功率因數
　　COSφ2---為補償後負荷功率（lǜ）因數
　　如1000kW的（de）負荷容量，補償前功率因數為0.7，從公式1中可（kě）計算出當功率因數補償到0.95時，為該（gāi）負荷輸（shū）電的變配電設備容量可減少376kVA，對於新建項目（mù）可以減少投（tóu）資費用（變配電設（shè）備容量減少376kVA，可減少基本電費的支出），經濟效益明顯。
　　2.2降低電網中的功率損耗
　　當負荷的功率因數（shù）從1降到COSφ時，電網中的功率損耗將增加的百分數約為δp（%）=（1/COS2φ-1）×100%
　　2.3減少了線（xiàn）路的壓降
　　由於功率因數的提高，線路傳送電流小了，係統的線路電壓損失相應減小，有利於改（gǎi）善末端的電（diàn）能質（zhì）量（liàng）。
　　2.4提高功率因數及相應地減少電費
　　根據（jù）國家水利電力部國家物價局1983年頒布的《功（gōng）率因數調整電（diàn）費辦（bàn）法》規定三種功率因數標準值，相應地減少電費：
　　①功率因數標準0.90，適（shì）用於160千（qiān）伏安以上的高壓供電工業用戶（hù）、裝有帶負荷調整電壓裝置的高壓供電電（diàn）力用戶和3200千伏安及以上的高壓供電電力排灌站。②功率因數標準0.85，適用於100千伏安（ān）（千瓦）及以上的其（qí）他工業用戶，100千（qiān）伏安（千瓦）及以（yǐ）上的非工業用戶和100千伏安（千瓦（wǎ））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（dī）壓並聯（lián）電容器（qì）無功補償的種類
　　3.1集中補償
　　在低壓配電所內配置若幹組電容器接在（zài）配電（diàn）母線上，補償供電範圍內的無功功率
　　3.2就地補償
　　將補償電容（róng）器安裝於用電負荷附（fù）近，或直接（jiē）並聯於用電（diàn）設備上
　　就地補償分為兩種：一是（shì）分散就地補償，電容器接在低壓（yā）配電（diàn）裝置或動力箱的母線上，對附近的用電（diàn）設（shè）備進行無功補償（cháng）。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（yào）電容器用的操作保護設（shè）備，
　　3.3就地（dì）補償與集中補償節能比較
　　4電容補償在技術（shù）上應注意（yì）的問題（tí）
　　①防止湧流。在電容器投入時，一（yī）般情況下伴隨著很大的湧流，在IEC出版物831電容器篇中電容器投入湧流的計算公式Is＝In×√2S/Q
（3）式中：
　　Is---為電容器投入時（shí）的湧流（A）
　　In---為電容器額定電（diàn）流（A）
　　S---為安裝電容器處（chù）的短路功率（MVA）
　　Q---為電容（róng）器容量（Mvar）
　　在低壓電容器（qì）回路中，可采用以下方法限製：一是串聯（lián）電抗器；二是加大投切電容器（qì）的容量；三是采用專用電容器投切的接觸器。
　　②防止係統（tǒng）諧波的影響。由於電容器回路是一個LC電路，對於某（mǒu）些諧波容易產生諧振，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，當電網中（zhōng）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％，當電網中諧波不高時（shí），K宜采用0.5％。
　　③防止產生自（zì）勵。采用電容（róng）器就地補償電動機無功功（gōng）率，電容器直接並聯在電動機上（shàng），切（qiē）斷電源後（hòu），電動機（jī）在慣性作用下繼續運行，此時電容器的放電電流成為勵磁電流（liú）。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生電壓，電動機即運行於發電狀態，所以補償（cháng）容（róng）量小（xiǎo）於電動機空載容量就可以避免，一般取0.9倍就沒關（guān）係。
　　QC=0.9×3UI0
　　（4）式中（zhōng）：
　　Qc---為補償電容器（qì）容量
　　U---為係統（tǒng）電壓
　　I0---為電動機空（kōng）載電流
　　5電容補償控（kòng）製的選擇及補償容量的確定
　　5.1電容器（qì）組投切方（fāng）式的選擇
　　電容器組投（tóu）切方式分手動和自動兩種。對於補償低壓基本無功及常年穩定的高（gāo）壓電（diàn）容（róng）器組，宜采用手動投切；為避免過補償（cháng）或輕載（zǎi）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（róng）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（zì）然功率因數為cosφ1，要補償到的功率因數為cosφ2。則QC=P(tgφ1－tgφ2)
　　（5）式中：
　　Qc---為補償（cháng）電容器容量
　　P---為負荷有功功率（lǜ）
　　COSφ1---為補（bǔ）償前（qián）負荷功率因數
　　COSφ2---為補償後負荷（hé）功率因數
　　確定無（wú）功（gōng）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（sòng）無功造成功率損耗增加，也（yě）是不經濟的。②功率因數越高，每千乏補償容量減（jiǎn）少損耗的作用（yòng）將變小（xiǎo），通常情（qíng）況下，將功率因數（shù）提高到0.95就是合理補償（cháng）。③就地補償（cháng）電容器容量選擇的主（zhǔ）要參數是勵磁電流，因為不使電容器造成自（zì）勵是（shì）選用電容器容量的必要條件，可用公式4計算。
　　6結語（yǔ）
　　采用無功補償可以提高功率因數，是（shì）一項投資少，收效快的節（jiē）能措施。並（bìng）聯補償電容器原理簡單、使用方便、運行經濟（jì），還可以分組投切保證電壓合格率和（hé）合理的功率因數。我國很（hěn）多地區（qū）配電網和農（nóng）網平均功率因數偏低，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量並取（qǔ）得明顯的（de）經濟效益。

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