(下转第77页广西轻工业GUANGXIJOURNALOFLIGHTINDUSTRY机械与电气2011年8月第8期(总第153期【作者简介】孟科(1976-,男,安徽蚌埠人,工程师,研究方向:电网谐波治理与电容补偿。1引言电容补偿装置几乎是所有工程中都要用到的电气设备,随着现代化工程建设的进展,配电系统中非线性负载的广泛使用,产生的大量谐波电流和无功电流注入电网,导致配电系统供电电压和电流的严重畸变,威胁电网的安全运行和电气设备的正常使用,尤其对配电系统中的无功功率补偿系统造成严重的损害,轻者电容器组使用寿命大大缩减,重者电容器柜发生爆炸,危急整个配电系统的安全运行。因此电容补偿装置选择是电气设计师应掌握的知识和技能,合理选用电容补偿装置应从补偿容量与补偿方案的选择综合考虑设计,现就根据多年的设计及现场事故分析经验对如何合理选择电容补偿装置作如下探讨。2补偿容量的选择我国《供电营业规则》规定:容量在100kVA及以上高压供电的客户,最大负荷时的功率因数不得低于0.9,如达不到要求,则必须进行无功补偿。而一般情况下,由于用户的大量负荷均为感性负荷,使得功率因数偏低,达不到上述要求,因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。图1所示为功率因数提高与无功功率和视在功率变化的关系(有功功率固定不变条件下。当功率因数由cosφ1提高到cosφ2时,无功功率Qc1和视在功率Sc1将分别减小为Qc2和Sc2(Pc不变条件下,从而使负荷电流相应减少。这就可使供电系统的电能损耗和电压损失降低,并可选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面的电线电缆,减小投资和节约有色金属。要使功率因数由cosφ1提高到cosφ2,通常需设置人工补偿装置。由图1可知,最大负荷时的无功补偿容量QN应为:QN=Qc1-Qc2=Pc(tanφ1-tanφ2。按此公式计算出的无功补偿容量为最大负荷时所需的容量,当负荷减少时,补偿容量也应相应减少,以免造成过补偿。因此,无功补偿装置通常装设无功功率自动补偿控制器,针对预先设定的功率因数目标值,根据负荷的变化投切电容器组数,使瞬时功率因数满足要求。如某10kV变电所低压侧(0.38kV的计算负荷为800kW+580kvar。若欲使低压侧功率因数达到0.92,则需在低压侧进行补偿,其计算结果如下:(1计算补偿前的视在功率及功率因数视在计算功率:Sc=Pc+Qc姨=姨=988(kVA功率因数:cosφ1=Pc/Sc=800/988=0.81(2确定无功补偿容量无功补偿容量:QN=Pc(tanφ1—tanφ2=800×tan(arccos0.81-tan(arccos0.92姨姨=238.4kvar(3选定电容器组数及每组容量由上述计算结果选用补偿容量为240kvar(每组按qN=20kvar选定的电容器组即可满足要求。需安装的电容器组数:n=QN/qN=240/20=12从a~c的计算来看,我们在选择电容器的补偿容量的过程中,没有牵涉到电压这个参数,而实际上电容器的实际补偿容量是与系统额定工作电压有关的,这可从电容器的计算公式中看出。交流电容器的额定容量或额定无功功率公式为:Q=2πfCnUn2式中:Q———电容器的额定容量(kvar;Cn———额定电容(μF;Un———额定电压(kV;f———频率(Hz。由上述交流电容器的额定容量的计算公式可以知道,电容器的补偿容量与电压的平方成正比关系。这样我们再回到上述事例,如我们选择的电容器型号为BSMJ-0.415-20-3,那么在系统电压为0.38kV时,电容器的实际补偿容量仅为16.77kvar,仅为电容器额定容量的83.8%;如选用的电容器型号为BSMJ-0.45-20-3,那么在系统电压为0.38kV时,仅为电容器额定容量的66.8%,电容器的实际补偿容量仅为13.77kvar。这样在最大负荷情况下,无功补偿容量严重不足,这也是很多用户在进行无功补偿后功率因数仍达不到要求的原因。因而,我们在进行无功功率补偿的容量计算时,要根据系电容补偿装置设计选用孟科(中粮生物化学(安徽股份有限公司,安徽蚌埠233010【摘要】随着配电系统中非线性负载的广泛使用,产生的大量谐波电流和无功电流注入电网,导致供电电压和电流的严重畸变,威胁电网的安全运行和电气设备的正常使用。因此,应综合考虑电容补偿容量和补偿方案的设计,合理选用电容补偿装置。【关键词】电容补偿装置;设计;电网【中图分类号】TM761【文献标识码】A【文章编号】1003-2673(201108-73-0173(上接第73页统运行电压和所选用的电容器额定电压进行修订计算,...