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无功补偿在低压配电网中的应用

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2017-03-14 19:49【

一、引言

无功补偿就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率,以提高系统的功率因数,降低能耗,改善电网电压质量。从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出,各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率,尤以低压配电网所占比重最大。采用无功补偿技术,提高低压电网和用电设备的功率因数,已成为节电工作的一项重要措施(1)。

二、影响功率因数的主要因素

异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备。异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率供电电压超出规定范围也会影响功率因数。所以要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法,使低压网能够实现无功的就地平衡,达到降损节能的效果(2)。

三、低压配电网无功补偿方法

提高功率因数的主要方法是采用低压无功补偿技术,我们通常采用的方法主要有三种:随机补偿、随器补偿、跟踪补偿(1)。

(1) 随机补偿:将低压电容器组与电动机并接,通过控制、保护装置与电机,同时投切的随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗,以补励磁无功为主。而且配置方便灵活,不需频繁调整补偿容量。投资少、安装简便。

(2) 随器补偿:将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧,以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。它能有效地补偿配变空载无功。限制农网无功基荷,使该部分无功就地平衡,从而提高配变利用率,降低无功网损,是目前补偿无功最有效的手段之一。

(3)跟踪补偿:是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置,将低压电容器组补偿在大用户0.4KV母线上的补偿方式。适用于100K V A以上的专用配变用户, 可以替代随机、随器两种补偿方式,补偿效果好。

四、ARC功率因数控制器的选择

安科瑞公司的ARC功率因数控制器严格按照DL/T597《低压无功补偿控制器订货技术条件》、JB/T9663《低压无功功率自动补偿控制器》等专业标准中规定的各项要求,依据低压配电网跟踪补偿的需求和负荷特性。一般情况下,可从以下几个方面对控制器进行选择:

表1 产品应用

型号

负载要求

补偿方式

投切开关

电容器

补偿方案

ARC-6/J

ARC-8/J

ARC-10/J

ARC-12/J

ARC-6/R

ARC-8/R

ARC-10/R

ARC-12/R

三相平衡负载;且无功量比较稳定,不需频繁投切电容补偿的用户,

单负荷(大功率电机)就地补偿和低压配电柜集中补偿

接触器

自愈式电力电容

三相共补

ARC-12F-J

ARC-16F-J

三相平衡负载;且无功量比较稳定,不需频繁投切电容补偿的用户,

单负荷(大功率电机)就地补偿和低压配电柜集中补偿

接触器

自愈式电容

三相共补,分补

ARC-12F-J

ARC-16F-J

三相平衡负载,或者三相不平衡负载,变动负荷、冲击性负荷.

单负荷(大功率电机)就地补偿和低压配电柜集中补偿

容性无触点投切开关

自愈式电力电容

三相共补,分补

三相平衡负载;且无功量比较稳定,不需频繁投切电容补偿的用户,

单负荷(大功率电机)就地补偿和低压配电柜集中补偿

接触器

自愈式电力电容

三相共补

ARC-12F-J

ARC-16F-J

三相平衡负载;且无功量比较稳定,不需频繁投切电容补偿的用户,

单负荷(大功率电机)就地补偿和低压配电柜集中补偿

接触器

自愈式电容

三相共补,分补

ARC-12F-J

ARC-16F-J

三相平衡负载,或者三相不平衡负载,变动负荷、冲击性负荷.

单负荷(大功率电机)就地补偿和低压配电柜集中补偿

容性无触点投切开关

自愈式电力电容

三相共补,分补

 

 

表2 产品选型

产品型号

功能选项表

静态输出

动态输出

过电压

欠电压

过电流

欠电流

温度保护

断相保护

谐波保护

通讯

编码方式

ARC-6/J






ARC-6/R


ARC-8/J






ARC-8/R


ARC-10/J






ARC-10R


ARC-12/J






ARC-12/R


ARC-12F-J


可选

ARC-12F-R


ARC-16F-J


可选

ARC-16F-R


五、无功功率补偿容量的选择方法

无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时,补偿容量的选择分两大类讨论 ,即单负荷就地补偿容量的选择( 主要指电动机) 和多负荷补偿容量的选择( 指集中和局部分组补偿) 。

5.1 单负荷就地补偿容量的选择

(1)美国资料推荐:Q c = ( 1/3) P e (额定容量的1/3)

(2)经验系数法:由于电机极数不同,按极数大小确定经验系数选择容量比较接近实际需要的电容器,采用这种方法一般在70%负荷时,补后功率因数可在0.95 ~ 0.97之间。

表3 经验系数法


5.2多负荷补偿容量的选择

多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。无功补偿容量 Qc 按下式选择:


六、无功补偿的效益

安科瑞公司的控制器在江阴某冶金股份有限公司低压进线配电柜侧进行了无功补偿装置的安装调试,从安装后测试结果看,平均降低电流40 ( A) ,电机功率因数从0.5提高到0.95,减少了公司内部低压电网的消耗,每月电费从12000元/月,降低到8000元/月,达到了节电的目的。由于减少了电网无功功率的输入,给该冶金公司带来效益。


参考文献:

[1]安科瑞电气股份有限公司产品选型手册2013.1版.

[2] 无功补偿应用于低压电网巾的选择和意义 山东省东营市市政广场管理处 艾天鹏

作者简介:

任华,男,本科,安科瑞电气股份有限公司,工程师, 

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