1、低壓配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償柜的設(shè)計(jì)摘要：無功功率補(bǔ)償將降低供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗，減少變壓器和線路中的電壓損失和提高供電設(shè)備利用率。本文通過本單位低壓配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償柜的設(shè)計(jì)過程，闡述了低壓配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償方式選擇及無功補(bǔ)償容量的確定。關(guān)鍵詞：無功功率； 功率因數(shù)； 補(bǔ)償；0. 前言我公司變電所低壓配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償柜因多年來年久失修、疏于管理，已多年沒有正常投入使用，并且已有部分電力電容器損壞遺失。為了加強(qiáng)電力管理，公司決定重新配制低壓配電系統(tǒng)無功功率補(bǔ)償柜，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù),增加系統(tǒng)出力,降低網(wǎng)絡(luò)損耗,改善電能質(zhì)量。下面我將此次無功補(bǔ)償柜配制過程中學(xué)到的無功補(bǔ)償?shù)脑怼⒆饔茫a(bǔ)償?shù)姆绞竭x

2、擇及無功補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娙萑萘看_定等相關(guān)知識(shí)同大家分享。1. 無功補(bǔ)償?shù)幕驹黼娏ο到y(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)及其它有線圈的設(shè)備用的很多，這類設(shè)備除從線路中取得一部分電流做功外，還要從線路上消耗一部分不做功的電感電流，這就使得線路上的電流要額外的加大一些，功率因數(shù)就是用來衡量這一部分不做功的電流的，當(dāng)電感電流為0時(shí)，功率因數(shù)等于1，當(dāng)電感電流所占比例逐漸增大時(shí)，功率因數(shù)逐漸下降，顯然，功率因數(shù)越低，線路額外負(fù)擔(dān)越大，發(fā)電機(jī)、電力變壓器及配電裝置的額外負(fù)擔(dān)也較大，這除了降低線路及電力設(shè)備的利用率外，還會(huì)增加線路上的功率損耗，增大電壓損失，降低供電質(zhì)量。為此，應(yīng)當(dāng)提高功率因數(shù)。提高功率因數(shù)最方便的方法就是并聯(lián)電容

3、器，產(chǎn)生電容電流抵消電感電流，將不做功的所謂無功電流減小到一定范圍以內(nèi)。無功電源同有功電源一樣，是保證電能質(zhì)量不可缺少的部分，在電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無功平衡，否則，將會(huì)使系統(tǒng)電壓降低，設(shè)備損壞，功率因數(shù)下降，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)引起電壓崩潰，系統(tǒng)解裂，造成大面積停電事故，因此，解決電網(wǎng)無功容量不足，增裝無功補(bǔ)償設(shè)備，提高網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)，對(duì)電網(wǎng)降損節(jié)電，安全可靠運(yùn)行有著極為重要的意義。2. 提高功率因數(shù)的辦法提高功率因數(shù)的方法常用的是補(bǔ)償法,低壓配電系統(tǒng)中常用并聯(lián)電力電容器的辦法來補(bǔ)償用電設(shè)備需要的無功功率,這就稱為電容無功補(bǔ)償法。在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器可用電容器的無功功率來補(bǔ)償感性負(fù)載的無功功率，從而減少甚

4、至消除感性負(fù)載于電源之間原有的能量交換。在交流電路中，純電阻電路，負(fù)載中的電流與電壓同相位，純電感負(fù)載中的電流滯后于電壓90，而純電容的電流則超前于電壓90，電容中的電流與電感中的電流相差180，能相互抵消。電力系統(tǒng)中的負(fù)載大部分是感性的，因此總電流將滯后電壓一個(gè)角度，如圖1所示，將并聯(lián)電容器與負(fù)載并聯(lián)，則電容器的電流將抵消一部分電感電流，從而使總電流減小，功率因數(shù)將提高。3. 提高功率因數(shù)的實(shí)際意義3.1 對(duì)于電力系統(tǒng)中的供電部分，提供電能的發(fā)電機(jī)是按要求的額定電壓和額定電流設(shè)計(jì)的，發(fā)電機(jī)長期運(yùn)行中，電壓和電流都不能超過額定值，否則會(huì)縮短其使用壽命，甚至損壞發(fā)電機(jī)。由于發(fā)電機(jī)是通過額定電流與

5、額定電壓之積定額的，這意味著當(dāng)其接入負(fù)載為電阻時(shí)，理論上發(fā)電機(jī)得到完全的利用，因?yàn)镻=U*I*cos中的cos=1；但是當(dāng)負(fù)載為感性或容性時(shí)，cos1,發(fā)電機(jī)就得不到充分利用。為了最大程度利用發(fā)電機(jī)的容量，就必須提高其功率因數(shù)。3.2 對(duì)于電力系統(tǒng)中的輸電部分，輸電線上的損耗：Pl=RI*I，負(fù)載吸收的平均功率：P.=V*I*cos ，因?yàn)镮=P./V/ cos，所以Pl=R*P./V/cos（V是負(fù)載端電壓的有效值）。由以上式中可以看出，在V和P都不變的情況下，提高功率因數(shù)cos會(huì)降低輸電線上的功率損耗。3.3在實(shí)際中，提高功率因數(shù)意味著：提高用電質(zhì)量，改善設(shè)備運(yùn)行條件，可保證設(shè)備在正常條件

6、下工作，這就有利于安全生產(chǎn)。可節(jié)約電能，降低生產(chǎn)成本，減少企業(yè)的電費(fèi)開支。 能提高企業(yè)用電設(shè)備的利用率，充分發(fā)揮企業(yè)的設(shè)備潛力。可減少線路的功率損失，提高電網(wǎng)輸電效率。因發(fā)電機(jī)的發(fā)電容量的限定，故提高cos也就使發(fā)電機(jī)能多出有功功率。4. 無功補(bǔ)償方式的選擇4.1 個(gè)別補(bǔ)償：即在用電設(shè)備附近按其本身無功功率的需要量裝設(shè)電容器組，與用電設(shè)備同時(shí)投入運(yùn)行和斷開，也就是再實(shí)際中將電容器直接接在用電設(shè)備附近。4.2分組補(bǔ)償：即將電容器組分組安裝在車間配電室或變電所各分路出線上，它可與工廠部分負(fù)荷的變動(dòng)同時(shí)投入或切除，也就是再實(shí)際中將電容器分別安裝在各車間配電盤的母線上。4.3集中補(bǔ)償：即把電容器組集中

7、安裝在變電所的一次或二次側(cè)的母線上。在實(shí)際中會(huì)將電容器接在變電所的高壓或低壓母線上，電容器組的容量按配電所的總無功負(fù)荷來選擇。對(duì)于低壓配電系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償,通常采用在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器。我公司焦化廠即采用這種無功補(bǔ)償方式，在配電變壓器的低壓側(cè)利用無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器,隨著負(fù)荷的變化,根據(jù)測(cè)得的功率因數(shù)自動(dòng)地投入或切除電容器的部分或全部容量。5. 無功補(bǔ)償電力電容容量的確定這里只介紹在配電變壓器低壓側(cè)多負(fù)荷補(bǔ)償容量的補(bǔ)償方式，因?yàn)槲夜静捎昧诉@種無功補(bǔ)償方式，其它的不再介紹。多負(fù)荷補(bǔ)償容量的選擇是根據(jù)補(bǔ)償前后的功率因數(shù)來確定。 5.1 對(duì)已生產(chǎn)企業(yè)欲提高功率因數(shù)

8、，其補(bǔ)償容量Qc按下式選擇： Qe=KmKj(tg1-tg2)/Tm 式中：Km為最大負(fù)荷月時(shí)有功功率消耗量，由有功電能表讀得；Kj為補(bǔ)償容量計(jì)算系數(shù)，可取0.80.9；Tm為企業(yè)的月工作小時(shí)數(shù)；tg1為補(bǔ)償前的功率因數(shù)正切值，tg2為補(bǔ)償后的功率因數(shù)正切值，tg1由有功和無功電能表讀數(shù)求得。 5.2 對(duì)處于設(shè)計(jì)階段的企業(yè)，無功補(bǔ)償容量Qc按下式選擇： Qc=KnPn(tg1-tg2)式中：Kn為年平均有功負(fù)荷系數(shù)，一般取0.70.75；Pn為企業(yè)有功功率之和；tg1、tg2意義同前。tg1可根據(jù)企業(yè)負(fù)荷性質(zhì)查手冊(cè)近似取值，也可用加權(quán)平均功率因數(shù)求得cos1。多負(fù)荷的集中補(bǔ)償電容器安裝簡單，運(yùn)行可靠、利用率較高。但電氣設(shè)備不連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或輕負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，會(huì)造成過補(bǔ)償，使運(yùn)行電壓抬高，電壓質(zhì)量變壞。因此這種方法選擇的容量，對(duì)于低壓來說最好采用電容器組自動(dòng)控制補(bǔ)償，即根據(jù)負(fù)荷大小自動(dòng)投入無功補(bǔ)償容量的多少，對(duì)高壓來說應(yīng)考慮采取防過補(bǔ)償措施。6. 結(jié)語本文對(duì)無功補(bǔ)償