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无功补偿原则、无功补偿装置分类、选型以及容量容量确定

小筱寄语

周四见

下面是电友留言需要的继电器常见故障,欢迎电友文章底部补充!供参考!有问题请指出

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电力交流1群 568593901


一.无功补偿的原则


无功补偿应本着全面规划,合理布局,分级补偿,就地平衡的原则确定最优的补偿容量和分布方式。具体内容如下。
  

总体的无功平衡与局部的无功平衡相结合,既要满足供电网的总无功需求,又要满足分线、分站的变电站及各用户无功平衡。
  

集中补偿与分散补偿相结合,以分散补偿为主,这就要求在负荷集中的点进行补偿,既要在变电站进行大容量集中补偿,又要在配电线路、配电变压器和用电设备处进行分散补偿,使无功就地平衡,减少变压器和线路的损耗。
  

高压补偿与低压补偿相结合,以低压补偿为主。高压无功补偿装置应装设在变压器的主要负荷侧,当不具备条件时,可装设在变压器的第三绕组侧,高压侧无负荷时,不得在高压侧装设补偿装置。

降损与调压相结合,以降损为主,兼顾调压。这是针对供电半径较长,分支较多,负荷比较分散,自然功率因数低的线路。这种线路负荷率低,线路的供电变压器多工作在空载或轻载的工况下,线路损失大,若对此线路进行补偿,可明显提高线路的供电能力。


二.无功补偿装置分类


 将控制开关“分闸、合闸”称作“投、切”。

1、分体式简易型无功自动补偿装置

  较早的线路无功自动补偿主要采用时间电压控制模式,根据用电峰谷值时间段,结合电压值作为判据来自动投切补偿装置。装置由电容器、控制开关、电压互感器及控制器组成,其中控制器主要是定时器和电压比较器;结构形式是分体裸露安装在杆上,补偿容量可取线路无功缺额的40~50。

    由于用电的峰谷有很大的变化,而线路电压高低只能间接反映无功缺额,并不一定代表是否缺少无功。因此,补偿准确性较差,效果并不理想。

    另外,分体裸露式安全性差,高低温、雷雨、霜雪、冰雹,以及烟尘污染等等,都会影响设备的正常工作。这种简易的自动补偿在一些地方有过应用,但没有推广开来


 2、集中箱体式10kV线路无功自动补偿装置


整体箱式无功自动补偿装置。它采用双杆架设,通过多种传感器采集线路信息,经过处理加以利用。

 1单投单切无功自动补偿装置

    单投单切,指一台开关,接一组补偿电容器,也称为单组动态补偿。比较适合线路无功量相对稳定的单级阶梯式变化情况,补偿容量不宜过大,一般适用于线路无功缺额在500kvar以下,电容器配置在60~70,即350kvar以下。

  1)电压控制模式单投单切无功自动补偿装置

    由电容器、电压互感器(或电源变压器)、投切开关(通常是真空开关)和控制器等组成。电压互感器获取线路的电压值,与控制器里设定的电压值进行比较而做出投切指令。这类控制器市场上有产品俗简称为“控制头”。

    由于线路长度与负荷性质不同的影响,往往电压低并不一定缺无功,电压高也可能仍需补无功。因此,当有条件证明线路电压起伏和无功变化存在确切的因果关系且变化较平稳时,可以选择这种装置。

    这种设备属于箱式一体化自动补偿的普通型产品。

   2)无功控制模式单投单切无功自动补偿装置

    这是根据线路无功缺额判定并控制补偿电容器投切的产品。

    在设备的组成上需要增加电流互感器,以采集线路的电流信号。电压互感器采集的电压信号,既作为电压控制模式的参考数据,同时,又与电流信号一起参与运算,得出无功缺额量。

    控制器功能增强了,采集电压、电流信号,进行数字处理、运算和存储,具有了微型计算机的功能,能够实现“无功电压”的组合控制方式。它适用的线路更多,判定投切更准确。

    这种产品属于箱式一体化自动补偿的中低端的级别。

  3)单投单切自动固定补偿

    当电容器退出运行时,补偿容量为零,而此时线路上往往还存在一定的无功缺额。因此,出现了增加一组电容器长期接于线路上,即固定补偿,在此基础上再叠加一组动态补偿。对此,称为固补加动补。无论是电压控制模式,还是无功控制模式,都能够实现这样的组合。

    这种方式在技术上没有提升,适合线路长期存在着一稳定的无功负荷、又有一定的无功量叠加起伏的情况。由于线路情况的复杂性,其电容量的准确选定并不容易,尤其是固补部分,往往要留有充分的余量以免过补。

    它在形式上做到了两级补偿,但仍然是单级动态补偿。它与后面介绍的双投双切方式有本质的不同,在选用时往往容易混淆。



2、双投双切无功自动补偿装置

双投双切,指2台开关,各接一组补偿电容器,共2组电容器,根据需要和指令分别动作,也称为两组动态补偿,或循环动态补偿。

    这种补偿装置是为了适应线路无功缺额较大、无功起伏变化多阶梯的情况,在技术上又提升了一个档次。由两组电容器、两组开关、电压互感器,电流互感器及控制器等组成,其补偿量可达线路无功缺额的80以上。控制器功能更强,对数据运算和判定执行能力要求更高。

    由于实行分组跟踪多阶梯补偿,补偿时间长,补偿效果相对好的多。

以补偿容量500kvar为例,如果分为200kvar和300kvar两组,上述2.1.3“固补动补”方式的配置为“200kvar固补300kvar动补”,实现200kvar和500kvar两级补偿;

而200kvar固补易造成过补,也缺少了300kvar一级补偿;循环投切方式,控制两台开关,分别实现0、200kvar、300kvar、500kvar四种交替补偿状态,避免了过补,多了一级300kvar补偿,补偿时间、补偿准确性、安全性都好得多。

    双投双切方式以无功缺额作为判定依据,即跟踪无功量实时投切,无功缺额到哪一级就补相应的无功量。它不适合单一电压控制模式。双投双切这种产品应属于箱式一体化自动补偿的中端的级别。


3、多功能、智能化无功自动补偿装置

1)应具备多种控制模式

    控制主模式为“无功电压”的复合控制模式,同时还具有电压、电流、功率因数、时间、季节等多种控制模式,可根据不同需要设置控制模式。

 2)无线人机对话操作

    无论是状态检查、修改控制模式、参数调整、读取数据,全部通过笔记本电脑或手持式抄表器,Window平台,无线方式,无须爬杆,人机对话操作。


无功补偿装置容量的确定

1.低压集中补偿

配电网的无功补偿以配电变压器低压的集中补偿为主,以高压补偿为辅,配电变压器无功补偿装置的容量如果无法了解负荷的工作情况及系统参数,可按变压器最大负荷率为75%,负荷功率因数为0.70考滤,补偿到变压器最大负荷时其高压侧的功率因数不低于0.95,或按变压器容量的20%~40%进行配置。


用户对功率因数有特殊要求时,可选择合适的补偿容量使功率因数达到用户的要求值。

2.电动机定补

按照电动机的空载电流确定电动机的定补容量,电动机的空载电流约占额定电流的25%~40%。为了防止电机退出运行时产生自激过电压,电动机的补偿容量一般不应大于电动机的空载无功,通常取QC=(0.95~0.98) UeI0

对于排灌电动机等所带机械负荷轴惯性较大的电机,补偿容量可适当加大,大于电机空载无功负荷,但要小于额定无功负荷。对于排灌用普通电机,可按下式确定补偿容量

QC=(0. 5~0.6)Pe (Kvar)

3.随器补偿

变压器在轻载及空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功。

Q0= I0%Se ×10-2(Kvar)

随器补偿只能补偿配变的空载无功Q0。如果在补偿容量大于变压器的空载无功时,则在配变接近空载时会造成过补偿,易产生铁磁谐振。因此推荐选用的补偿容量为
QC=(0.95~0.98)Q0


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