低壓電容器無功補償技術
發布時間:2009-11-26
中心議題:
1無功補償的作用
1.1提高變配電設備利用率,減少投資費用
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
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中可計算出當功率因數補償到0.95時,為該負荷輸電的變配電設備容量可減少376kVA,對於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),經濟效益明顯。
1.2降低電網中的功率損耗
當負荷的功率因數從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%
1.3減少了線路的壓降
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,有利於改善末端的電能質量。
1.4提高功率因數及相應地減少電費
根據國家水利電力部國家物價局1983年頒布的《功率因數調整電費辦法》規定三種功率因數標準值,相應地減少電費:
①功率因數標準0.90,適用於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。
2低壓並聯電容器無功補償的種類
2.1集中補償
在低壓配電所內配置若幹組電容器接在配電母線上,補償供電範圍內的無功功率
2.2就地補償
將補償電容器安裝於用電負荷附近,或直接並聯於用電設備上就地補償分為兩種:一yi是shi分fen散san就jiu地di補bu償chang,電dian容rong器qi接jie在zai低di壓ya配pei電dian裝zhuang置zhi或huo動dong力li箱xiang的de母mu線xian上shang,對dui附fu近jin的de用yong電dian設she備bei進jin行xing無wu功gong補bu償chang。二er是shi單dan獨du就jiu地di補bu償chang,將jiang電dian容rong器qi直zhi接jie接jie在zai用yong電dian設she備bei端duan子zi上shang或huo保bao護hu設she備bei末mo端duan,一yi般ban不bu需xu要yao電dian容rong器qi用yong的de操cao作zuo保bao護hu設she備bei,
2.3就地補償與集中補償節能比較
3電容補償在技術上應注意的問題
①防止湧流。在電容器投入時,一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如下:Is=In×√2S/Q
(3)式中:
Is---為電容器投入時的湧流(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,可采用以下方法限製:一是串聯電抗器;二是加大投切電容器的容量;三是采用專用電容器投切的接觸器。
②防止係統諧波的影響。由於電容器回路是一個LC電(dian)路(lu),對(dui)於(yu)某(mou)些(xie)諧(xie)波(bo)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)諧(xie)振(zhen),造(zao)成(cheng)諧(xie)波(bo)放(fang)大(da),使(shi)電(dian)流(liu)增(zeng)加(jia)和(he)電(dian)壓(ya)升(sheng)高(gao)。為(wei)此(ci)可(ke)采(cai)用(yong)串(chuan)聯(lian)一(yi)定(ding)感(gan)抗(kang)值(zhi)的(de)電(dian)抗(kang)器(qi)以(yi)避(bi)免(mian)諧(xie)振(zhen),如(ru)以(yi)電(dian)抗(kang)器(qi)的(de)百(bai)分(fen)比(bi)為(wei)K,當電網中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%,當電網中諧波不高時,K宜采用0.5%。
③防(fang)止(zhi)產(chan)生(sheng)自(zi)勵(li)。采(cai)用(yong)電(dian)容(rong)器(qi)就(jiu)地(di)補(bu)償(chang)電(dian)動(dong)機(ji)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv),電(dian)容(rong)器(qi)直(zhi)接(jie)並(bing)聯(lian)在(zai)電(dian)動(dong)機(ji)上(shang),切(qie)斷(duan)電(dian)源(yuan)後(hou),電(dian)動(dong)機(ji)在(zai)慣(guan)性(xing)作(zuo)用(yong)下(xia)繼(ji)續(xu)運(yun)行(xing),此(ci)時(shi)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)放(fang)電(dian)電(dian)流(liu)成(cheng)為(wei)勵(li)磁(ci)電(dian)流(liu)。如(ru)果(guo)補(bu)償(chang)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)容(rong)量(liang)過(guo)大(da),就(jiu)可(ke)使(shi)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)磁(ci)場(chang)得(de)到(dao)自(zi)勵(li)而(er)產(chan)生(sheng)電(dian)壓(ya),電(dian)動(dong)機(ji)即(ji)運(yun)行(xing)於(yu)發(fa)電(dian)狀(zhuang)態(tai),所(suo)以(yi)補(bu)償(chang)容(rong)量(liang)小(xiao)於(yu)電(dian)動(dong)機(ji)空(kong)載(zai)容(rong)量(liang)就(jiu)可(ke)以(yi)避(bi)免(mian),一(yi)般(ban)取(qu)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---為電動機空載電流
4電容補償控製的選擇及補償容量的確定
4.1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。對於補償低壓基本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。
4.2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---為補償電容器容量
P---為負荷有功功率
COSφ1---為補償前負荷功率因數
COSφ2---為補償後負荷功率因數
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,也是不經濟的。
②功率因數越高,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。
采用無功補償可以提高功率因數,是一項投資少,收效快的節能措施。並聯補償電容器原理簡單、使用方便、運yun行xing經jing濟ji,還hai可ke以yi分fen組zu投tou切qie保bao證zheng電dian壓ya合he格ge率lv和he合he理li的de功gong率lv因yin數shu。我wo國guo很hen多duo地di區qu配pei電dian網wang和he農nong網wang平ping均jun功gong率lv因yin數shu偏pian低di,通tong過guo采cai用yong補bu償chang電dian容rong器qi進jin行xing合he理li的de補bu償chang,一yi定ding能neng夠gou提ti高gao供gong電dian質zhi量liang並bing取qu得de明ming顯xian的de經jing濟ji效xiao益yi。
- 無功補償的作用
- 低壓並聯電容器無功補償的種類
- 電容補償在技術上應注意的問題
- 電容器組投切方式的選擇
- 電容器補償容量的確定
- 在輕負荷時要避免過補償
1無功補償的作用
1.1提高變配電設備利用率,減少投資費用
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
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中可計算出當功率因數補償到0.95時,為該負荷輸電的變配電設備容量可減少376kVA,對於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),經濟效益明顯。
1.2降低電網中的功率損耗
當負荷的功率因數從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%
1.3減少了線路的壓降
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,有利於改善末端的電能質量。
1.4提高功率因數及相應地減少電費
根據國家水利電力部國家物價局1983年頒布的《功率因數調整電費辦法》規定三種功率因數標準值,相應地減少電費:
①功率因數標準0.90,適用於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。
2低壓並聯電容器無功補償的種類
2.1集中補償
在低壓配電所內配置若幹組電容器接在配電母線上,補償供電範圍內的無功功率
2.2就地補償
將補償電容器安裝於用電負荷附近,或直接並聯於用電設備上就地補償分為兩種:一yi是shi分fen散san就jiu地di補bu償chang,電dian容rong器qi接jie在zai低di壓ya配pei電dian裝zhuang置zhi或huo動dong力li箱xiang的de母mu線xian上shang,對dui附fu近jin的de用yong電dian設she備bei進jin行xing無wu功gong補bu償chang。二er是shi單dan獨du就jiu地di補bu償chang,將jiang電dian容rong器qi直zhi接jie接jie在zai用yong電dian設she備bei端duan子zi上shang或huo保bao護hu設she備bei末mo端duan,一yi般ban不bu需xu要yao電dian容rong器qi用yong的de操cao作zuo保bao護hu設she備bei,
2.3就地補償與集中補償節能比較
3電容補償在技術上應注意的問題
①防止湧流。在電容器投入時,一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如下:Is=In×√2S/Q
(3)式中:
Is---為電容器投入時的湧流(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,可采用以下方法限製:一是串聯電抗器;二是加大投切電容器的容量;三是采用專用電容器投切的接觸器。
②防止係統諧波的影響。由於電容器回路是一個LC電(dian)路(lu),對(dui)於(yu)某(mou)些(xie)諧(xie)波(bo)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)諧(xie)振(zhen),造(zao)成(cheng)諧(xie)波(bo)放(fang)大(da),使(shi)電(dian)流(liu)增(zeng)加(jia)和(he)電(dian)壓(ya)升(sheng)高(gao)。為(wei)此(ci)可(ke)采(cai)用(yong)串(chuan)聯(lian)一(yi)定(ding)感(gan)抗(kang)值(zhi)的(de)電(dian)抗(kang)器(qi)以(yi)避(bi)免(mian)諧(xie)振(zhen),如(ru)以(yi)電(dian)抗(kang)器(qi)的(de)百(bai)分(fen)比(bi)為(wei)K,當電網中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%,當電網中諧波不高時,K宜采用0.5%。
③防(fang)止(zhi)產(chan)生(sheng)自(zi)勵(li)。采(cai)用(yong)電(dian)容(rong)器(qi)就(jiu)地(di)補(bu)償(chang)電(dian)動(dong)機(ji)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv),電(dian)容(rong)器(qi)直(zhi)接(jie)並(bing)聯(lian)在(zai)電(dian)動(dong)機(ji)上(shang),切(qie)斷(duan)電(dian)源(yuan)後(hou),電(dian)動(dong)機(ji)在(zai)慣(guan)性(xing)作(zuo)用(yong)下(xia)繼(ji)續(xu)運(yun)行(xing),此(ci)時(shi)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)放(fang)電(dian)電(dian)流(liu)成(cheng)為(wei)勵(li)磁(ci)電(dian)流(liu)。如(ru)果(guo)補(bu)償(chang)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)容(rong)量(liang)過(guo)大(da),就(jiu)可(ke)使(shi)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)磁(ci)場(chang)得(de)到(dao)自(zi)勵(li)而(er)產(chan)生(sheng)電(dian)壓(ya),電(dian)動(dong)機(ji)即(ji)運(yun)行(xing)於(yu)發(fa)電(dian)狀(zhuang)態(tai),所(suo)以(yi)補(bu)償(chang)容(rong)量(liang)小(xiao)於(yu)電(dian)動(dong)機(ji)空(kong)載(zai)容(rong)量(liang)就(jiu)可(ke)以(yi)避(bi)免(mian),一(yi)般(ban)取(qu)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---為電動機空載電流
4電容補償控製的選擇及補償容量的確定
4.1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。對於補償低壓基本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。
4.2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---為補償電容器容量
P---為負荷有功功率
COSφ1---為補償前負荷功率因數
COSφ2---為補償後負荷功率因數
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,也是不經濟的。
②功率因數越高,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。
采用無功補償可以提高功率因數,是一項投資少,收效快的節能措施。並聯補償電容器原理簡單、使用方便、運yun行xing經jing濟ji,還hai可ke以yi分fen組zu投tou切qie保bao證zheng電dian壓ya合he格ge率lv和he合he理li的de功gong率lv因yin數shu。我wo國guo很hen多duo地di區qu配pei電dian網wang和he農nong網wang平ping均jun功gong率lv因yin數shu偏pian低di,通tong過guo采cai用yong補bu償chang電dian容rong器qi進jin行xing合he理li的de補bu償chang,一yi定ding能neng夠gou提ti高gao供gong電dian質zhi量liang並bing取qu得de明ming顯xian的de經jing濟ji效xiao益yi。
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