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电容补偿在配电系统的应用点击次数:300 发布时间:2019-04-19

随着国家经济的发展和人民生活水平的提高,大量的居住楼盘、商场、宾馆、办公楼等民用建筑在城市中拔地而起,使城市用电量快速增长。但是,在这些民用建筑场所内使用的多为单相电感性负荷,因其自身功率因数较低,在电网中滞后无功功率的比重较大。为保证降低电网中的无功功率,提高功率因数,保证有功功率的充分利用,提高系统的供电效率和电压质量,减少线路损耗,降低配电线路的成本,节约电能,通常在低压供配电系统中装设电容器无功补偿装置。本文主要通过设计工作中所遇到的具体工程对无功自动补偿的方式和安装位置做出了分析和比较。

分相自动补偿的必要性

无功自动补偿按性质分为三相电容自动补偿和分相电容自动补偿。

三相电容自动补偿适用于三相负载平衡的供配电系统。因三相回路平衡,回路中无功电流相同,所以在补偿时,调节无功功率参数的信号取自三相中的任意一相,根据检测结果,三相同时投切可保证三相电压的质量。三相电容自动补偿适用于有大量的三相用电设备的厂矿企业中。

在民用建筑中大量使用的是单相负荷,照明、空调等由于负荷变化的随机性大,容易造成三相负载的严重不平衡,尤其是住宅楼在运行中三相不平衡更为严重。由于调节补偿无功功率的采样信号取自三相中的任意一相,造成未检测的两相要么过补偿,要么欠补偿。如果过补偿,则过补偿相的电压升高,造成控制、保护元件等用电设备因过电压而损坏;如果欠补偿,则补偿相的回路电流增大,线路及断路器等设备由于电流的增加而导致发热被烧坏。这种情况下用传统的三相无功补偿方式,不但不节能,反而浪费资源,难以对系统的无功补偿进行有效补偿,补偿过程中所产生的过、欠补偿等弊端更是对整个电网的正常运行带来了严重的危害。

对于三相不平衡及单相配电系统采用分相电容自动补偿是解决上述问题的一种较好的办法,其原理是通过调节无功功率参数的信号取自三相中的每一相,根据每相感性负载的大小和功率因数的高低进行相应的补偿,对其它相不产生相互影响,故不会产生欠补偿和过补偿的情况。

智能三相自动无功补偿能自动检测各相负载的功率因数,同时自动分相投入各相所需的电容补偿量,以使各相的无功功率补偿达到好的状态,对于大量使用单相用电负荷,易产生三相不平衡的用电单位如住宅小区、宾馆、饭店、大型商场等民用建筑的配电系统有改善功率因数、提高电网效率、改善电压质量、节约用电、增大变器有功容量等显著效果,较大程度满足了“电网绿化”的要求。分组电容自动补偿的应用在低压电网中大量的用电设备为电感性,尤其是在大面积、大开间的商场、办公楼等日常生活和办公场所,大都会采用发光效果好的荧光灯进行人工照明。荧光灯具有光效好、寿命长、无污染等特点,属绿色光源。目前,民用建筑工程中大量使用电感型镇流器荧光灯,压它具有成本低、寿命长、维修工作量少、投资少等优点,但其启动时间长,功率因数低,约为0.5~0.6,自身损耗大,加大了供配电系统网络损耗,造成了能源的浪费。

通过电容补偿的方式来解决大面积商场、办公楼的感性负荷功率因数低的问题是目前设计中常用的方法。

我们在设计中通常的做法有两种:在变配电所设置集中高压或低压补偿柜,对系统前端进行补偿,虽能满足供电部门对并网功率因数的要求,但对以下各级分支电路不作补偿,因此低压配电线路中无功电流大,从而造成线路截面和配电开关容量不能减小,且不能保证整个低压系统的供电质量;另一种做法是在每台用电设备或每盏照明灯具内设置电容器个别单独进行补偿,这种方式效果较好,对于厂矿企业使用的单台大容量用电设备比较适用,但对于大型商场等民用建筑来说,补偿投资成本太大,性价比低,安装分散,造成后期维修量大、维修困难,且电容器利用率低,实际应用并不理想,所以很少采用。

在目前低压补偿电容器技术和制造质量、自动投切装置有了很大提高的前提下,在这类民用建筑的配电系统中分组设置补偿电容,即根据建筑使用功能分区,用电较集中、电气设备功率因数较低的配电箱处设置电容补偿装置较为适宜。

分组补偿可提高设备利用率,减少配电系统容量

视其功率S=,由此可知在有功功率不变的前提下,提高功率因数可降低无功功率,减小配电系统的容量。

当功率因数由0.65提高到0.92时,设备利用率为:

η=×100%=×100%=29.35%即补偿后设备利用率提高了29.35%。

在选用型号及截面相同的电缆时,减少了线路损耗

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