低压配电系统无功补偿柜的设计

车成立

低压配电系统无功补偿柜的设计

车成立

无功功率补偿将降低供电系统的功率损耗和电能损耗，减少变压器和线路中的电压损失和提高供电设备利用率。试通过鸡西赫阳燃气有限公司低压配电系统无功补偿柜的设计过程来阐述低压配电系统无功补偿方式选择及无功补偿容量的确定。

无功功率；功率因数；补偿

鸡西赫阳燃气有限公司公司变电所低压配电系统无功补偿柜因年久失修、疏于管理，已多年没有正常投入使用，并且已有部分电力电容器损坏遗失。为了加强电力管理，我们决定重新配制低压配电系统无功功率补偿柜，以提高系统的功率因数,增加系统出力,降低网络损耗,改善电能质量。

1 无功补偿的基本原理

电力系统中，电动机及其它有线圈的设备用的很多，这类设备除从线路中取得一部分电流做功外，还要从线路上消耗一部分不做功的电感电流，这就使得线路上的电流要额外的加大一些，功率因数就是用来衡量这一部分不做功的电流的，当电感电流为0时，功率因数等于1，当电感电流所占比例逐渐增大时，功率因数逐渐下降，显然，功率因数越低，线路额外负担越大，发电机、电力变压器及配电装置的额外负担也较大，这除了降低线路及电力设备的利用率外，还会增加线路上的功率损耗，增大电压损失，降低供电质量。为此，应当提高功率因数。提高功率因数最方便的方法就是并联电容器，产生电容电流抵消电感电流，将不做功的所谓无功电流减小到一定范围以内。无功电源同有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的部分，在电力系统中应保持无功平衡，否则，将会使系统电压降低，设备损坏，功率因数下降，严重时，会引起电压崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故，因此，解决电网无功容量不足，增装无功补偿设备，提高网络的功率因数，对电网降损节电，安全可靠运行有着极为重要的意义。

2 提高功率因数的办法

提高感性负载功率因数最简便的方法是用适当容量的电容器与感性负载并联,这样就可以使电感中的磁场能量与电容器的电场能量进行交换,从而减少电源与负载间能量的互换，感性负载两端并联一个适当电容后，可以有效提高功率因数。

3 改善功率因数的好处

3.1通过改善功率因数，减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件，如变压器、电器设备、导线等的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗。

3.2借由良好功因值的确保，从而减少供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，改善电能的质量。

3.3可以增加系统的裕度，挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数低，那么在既有设备容量不变的情况下，装设电容器后，可以提高功率因数，增加负载的容量。

3.4减少了用户的电费支出,通过各种电器设备损失的减少及功率因数的提高使用户的电费支出大量减少，降低生产成本。

4 无功补偿方式的选择

4.1个别补偿。即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组，与用电设备同时投入运行和断开，也就是在实际中将电容器直接接在用电设备附近。

4.2分组补偿。即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上，它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除，也就是在实际中将电容器分别安装在各车间配电盘的母线上。

4.3集中补偿。即把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线上。在实际中会将电容器接在变电所的高压或低压母线上，电容器组的容量按配电所的总无功负荷来选择。

对于低压配电系统中的无功补偿,通常采用在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器。我公司焦化厂即采用这种无功补偿方式，在配电变压器的低压侧利用无功功率自动补偿控制器,随着负荷的变化,根据测得的功率因数自动地投入或切除电容器的部分或全部容量。

5 无功补偿电力电容容量的确定

这里只介绍在配电变压器低压侧多负荷补偿容量的补偿方式。多负荷补偿容量的选择根据补偿前后的功率因数来确定。

5.1 对已生产企业欲提高功率因数，其补偿容量Qc按下式选择：

Qe=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm

式中：Km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；Kj为补偿容量计算系数，可取0.8～0.9；Tm为企业的月工作小时数；tgφ1为补偿前的功率因数正切值，tgφ2为补偿后的功率因数正切值，tgφ1由有功和无功电能表读数求得。

5.2 对处于设计阶段的企业，无功补偿容量Qc按下式选择：

Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)

式中：Kn为年平均有功负荷系数，一般取0.7～0.75；Pn为企业有功功率之和；tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加权平均功率因数求得cosφ1。

多负荷的集中补偿电容器安装简单，运行可靠、利用率较高。但电气设备不连续运转或轻负荷运行时，会造成过补偿，使运行电压抬高，电压质量变坏。因此这种方法选择的容量，对于低压来说最好采用电容器组自动控制补偿，即根据负荷大小自动投入无功补偿容量的多少，对高压来说应考虑采取防过补偿措施。

6 结语

本文对无功补偿的作用，无功补偿的方式选择和无功补偿容量的确定作了探讨。在实际应用中，要根据当地电网的情况及用户的需要，具体问题具体分析,使无功补偿获得良好的经济效益。

[1]勒龙章，丁毓山.电网无功补偿实用技术[M].中国水利水电出版社，2001.

[2]戴晓亮.无功补偿技术在配电网中的应用[J].电网技术，1999,(23)6.

ClassNo.:TM714.3DocumentMark:A

(责任编辑：宋瑞斌)

DesignPowerCompensationCabinetforLow-voltagePowerDistributionSystem

Che Chengli

The paper tries to discuss the way to compensate the power lost in the low-voltage power distribution system and analyze how to define the compensating amount through the analysis of the design of cabinet for low-voltage power distribution system. in Jixi Heyang Fuel Gas Company L.t.

reactive power; power coefficient factor; compensation

车成立，助理工程师，鸡西赫阳燃气有限公司，黑龙江·鸡西。邮政编码：158100

1672-6758(2011)04-0063-2

TM714.3

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