无功电容补偿在低压配电系统中的应用

科『苑『论Ｉ谈　科　技信总　——黑龙江——　无功电容补偿在低压配电系统中的应用　胡志文　（牡丹江电业局，黑龙江牡丹江ｌ５７００ｏ）　摘要：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作出了分析和比较。　关键词：无功电容补偿；低压配电系统；自动补偿　随着国家经济的发展和人民生活水平的提　电容自动补偿是解决上述问题的一种较好的办　明灯具内设置电容器个男　进行补偿，这种方　高，大量的居住楼盘、高档商场、宾馆、办公楼等民　法，其原理是通过调节无功功率参数的信号取自　式效果较好，对于厂矿企业使用的单台大容量用　用建筑在城市中拔地而起，使城市用电量快速增　三相中的每一相，根据每相感性负载的大小和功　电设备比较适用，但对于大型商场等民用建筑来　长。但是，在这些民用建筑场所内使用的多为单相　卜偿，对其它相不产生　说，补偿投资成本太大，性价比低，安装分散，造成　电感性负荷，因其自身功率因数较低，在电网中滞　相互影响，故不会产生欠补偿和过补偿的情况。　后期维修量大、维修困难，且电容器利用率低，实　后无功功率的比重较大。为保证降低电网中的无　该装置的控制模块和数据采集模块采用新型　际应用并不理想，所以很少采用。　功功率，提高功率因数，保证有功功率的充分利　单片机和大规模集成电路，开关模块采用大功率　在目前低压补偿电容器技术和制造质量、自　用，提高系统的供电效率和电压质量，减少线路损　晶闸管，实现电容器组的零电压投人和零电流切　动投切装置有了很大提高的前提下，认为在这类　耗，降低配电线路的成本，节约电能，通常在低压　除，无合闸浪涌电流冲击，无火花和谐波干扰。产　民用建筑的配电系统中分组设置补偿电容，即根　供配电系统中装设电容器无功补偿装置。主要通　品特点如下：ａ实现了控制模块的数字化和智能　据建筑使用功能分区，用电较集中、电气设备功率　过设计工作中所遇到的具体工程对无功自动补偿　化，开关执行单元无触点，确保了控制精度和运行　因数较低的配电箱处设置电容补偿装置较为适　的方式和安装位置作出了分析和比较。　的可靠性；ｈ全自动分相、分级按需补偿；。可灵活　宜。　１分相自动补偿的必要性　设定过压、欠压、欠流延时等参数，具有完善的越　分组补偿可提高设备利用率，减少配电系统　无功自动补偿按性质分为三相电容自动补　限报警和过压、欠压、缺相、缺零、谐波越限保护缩　容量，由此可知在有功功率不变的前提下，提高功　偿和分相电容自动补偿。　闭功能，保证系统安全运行；ｄ实时数字式测量、显　率因数可降ｆ氐无功功率，减小配电系统的容量。　三相电容自动补偿适用于三相负载平衡的　示电网中的主要参数：功率因数、电压、电流　皆波　当功率因数由０．６５提高到０．９２时，设备利用　供配电系统。因三相回路平衡，回路中无功电流相　电压及电流、有功功率及电度、无功功率及电度　率为：　同，所以在补偿时，调节无功功率参数的信号取自　等；ｅ带有谐波分析，测量总的谐波失真（ＴＨＤ）以　Ｔｐ（１ｏ０吼×１ＯＯ％－２９３５％即补偿后设备利用　三相中的任意一相，根据检测结果，三相同时投切　及１　１次谐波电压及电流，为治理谐波提供准确　率提高了２９．３５％。　可保证三相电压的质量。三相电容自动补偿适用　的数字依据＿￡采用“自愈式”电容器，具有使用寿　在选用型号及截面相同的电缆时，减少了线　于有大量的三相用电设备的厂矿企业中。　命长、可靠性强、温升小、无需专门散热装置等优　路损耗根据公式：线损Ｐ＝－Ｉ２Ｒ，则：　ＡＰ＝２Ｒ－２Ｒ＂ｑ＝ｘｌ００％＝ｘ１００％￣０．０８％即　在民用建筑中大量使用的是单相负荷，照　点；　具有数据采集功能和标准的通信接口　明、空调等由于负荷变化的随机性大，容易造成三　（ＲＳ２３２），可实现远程实时监测和计算机联网管　卜｛尝后线路损耗降低了５０．０８％。　相负载的严重不平衡，尤其是住宅楼在运行中三　理；｝Ｌ采甩模块化结构设计，易于维护和升级。　２分组补偿的可行性　下面结合工程应用举例说明分组补偿的可　相不平衡更为严重。由于调节补偿无功功率的采　５Ｉ匕述产品的功能可以看出，智能三相自动　样信号取自三相中的任意一相，造成未检测的两　无功补偿能自动检测各相负载的功率因数，同时　行性。　某地新华书店大楼由商场、书店营业厅、餐　相要么过补偿，要么欠补偿。如果过补偿，则过补　自动分相投入各相所需的电容补偿量，以使各相　地下车库、办公室组成，属一类高层，功　偿相的电压升高，造成控制、保护元件等用电设备　的无功功率补偿达到最佳状态，对于大量使用单　饮、宾馆、　层为书店营业Ｉ亍，单层面积约　因过电压而损坏；如果欠补偿，则补偿相的回路电　相用电负荷，易产生三相不平衡的用电单位如住　能较复杂。其中１（标准层，每层均相同），其照明采用电感类　流增大，线路及断路器等设备由于电流的增加而　宅小区、宾馆、饭店、大型商场等民用建筑的配电　２８００ｍ￣功率因数较低。方案设计时只在变电昕设　导致发热被烧坏。这种情况下用传统的三相无功　系统有改善功率因数、提高电网效率、改善电压质　荧光灯，　集中补壁豺百。　补偿方式，不但不节能，反而浪费资源，难以对系　量、节约用电、增大变压器有功容量等显著效果，１　层配电照明箱由变配电所采用一回路供　统的无功补偿进行有效补偿，补偿过程中所产生　较大程度满足了“电网绿化”的要求。　５０Ａ，空气绝缘母线槽选用一段　的过、欠补偿等弊端更是对整个电网的正常运行　分组电容自动补偿的应用在低压电网中大量　电，开关为１２每层配电照明箱进线联选用２５ＯＡ；分组　的用电设备为电感性，尤其是在大面积、大开间的　１２５０Ａ，带来了严重的危害。　每层设电容补偿比在变配电所设集中补偿柜电容　办公楼等日常生活和办公场所，大都会采用　据有关资料介绍，某地综合楼是集商场、银　商场、供电线　行、办公、车库、宾馆为—体的一类高层建筑，总建　发光效果好的荧光灯进行人工照明。荧光灯具有　器总容量要高出２０％ｇＥ右。但减少了开关、筑面积３２万ｍ２ｏ主要用电设备有空调机组、水泵、　光效好、寿命长、无污染等特点，属绿色光源。目　路的投资，这部分费用相对于电容器的投资要高　风机及照明灯具等，其中照明灯具均为单相负荷，　前，民用建筑工程中大量使用电感型镇流器荧光　许多。每层在配电照明箱处设电容补偿并不增加　功率因数在０．４５４）．７５之间。低压有功计算负荷　灯，它具有成本低、寿命长、维修工作量少、投资少　配电箱的数量，只需将配电照明箱的尺寸加大，电　约为０５～　容器装于箱内，这样也节省了低压配电室内电容　２８１５ｋＷ，其中，照明用电有功负荷１Ｏ８６５ｋｗ，其　等优点。但其启动时间长，功率因数低，６，自身损耗大，加大了供配电系统网络损耗，造　补偿柜的占地面积。另因为补偿电容配置了智能　它负荷基本为空调、风机、水泵、电梯等三相负荷。　０．控制器，产品模块化，具有数据采集功能和标准的　补偿前无功功率３１８２ｋｖａｒ，若整体功率因数｝　成了能源的浪费。　可实现远程实时监测和计算机　通过电容补偿的方式来解决大面积商场、办　通信接口（Ｒｓ２３２），到∞２，需补偿１９８２ｋｖａｒ，补偿后无功功率　便于检测、维护和升级。　１２００ｋｖａｒ。原设计采用低压配电室并联电容器组　公楼的感性负荷功率因数低的问题是目前设计中　联网管理，从ｔ述举例可看出，根据各层配电照明箱的　三相集中自动补偿，工程竣工投＾、使用后，经常出　常用的方法。　我们在设计中通常的做法有两种：在变配电　设置分组装设电容补偿的方式较好地解决了集中　现仪器、灯具等用电设备烧坏或不能正常使用等　情况．影响正常经营和工作。经现场测试，发现低　所设置集中高压或低压补偿柜，对系统前端进行　和个别设置补偿造成的线路中无功电流增大、相　　应配电线路截面及开关容量加大和补偿投资成本　压馈线回路三相负荷不平衡，差距很大，电流差异　补偿，虽能满足供电部门对并网功率因数的要求，后期维修量大、维修困难等问题。对　大，最大相电流差为９００Ａ；检测母线电压，三相母　但对以下各级分支电路不作补偿，因此低压配电　大、安装分散、线电压有的高达２６０Ｖ，有的低到１９０Ｖ。通过分析　线路中无功电流大，从而造成线路截面和配电开　于大型商场、写字楼等大量使用低功率因数设备　关容量不能减小，且不能保证整个低压系统的供　的民用建筑设计直根据具体情况采用分组设置电　是三相电容自动补偿造成的结果。　　对于三相不平衡及单相配电系统采用分相　电质量；另一种做法是在每台用电设备或每盏照　容补偿方式比较合理。—．７５—