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低壓配電設(shè)計中電容補償容量計算分析

 站的高尿的遠62 2015-09-23

低壓配電設(shè)計中電容補償容量計算分析

在工業(yè)建筑供配電設(shè)計中,大量的感性負荷使得功率因數(shù)偏低。需要進行無功補償以提高供電系統(tǒng)及負荷的功率因數(shù)。降低配電線路無功電流,提高用電設(shè)備的效率;穩(wěn)定用電端及電網(wǎng)的電壓,提高供電質(zhì)量,增加輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性,提高輸電能力;減少無功功率對電網(wǎng)的沖擊。
  在低壓配電系統(tǒng)中,無功補償?shù)难a償位置、補償方式、補償容量、控制器的選擇、串聯(lián)電抗器的選擇等,都需要針對不同的項目進行優(yōu)化設(shè)計。目前工程實際存在的無功補償方式按補償位置分類有集中補償、就地補償和分組補償。其中在變電站集中補償?shù)姆绞阶顬閺V泛,如圖1所示。為了抑制電容器回路合閘涌流和諧波電流, 通常在電容器回路中串接電抗器。 串入的電抗器自身的感抗會抵消電容器的部分容抗。反向壓降會抬高電容器的端電壓,即對電容器的有效補償量產(chǎn)生影響。因而,在進行無功補償容量的計算時,要根據(jù)系統(tǒng)運行電壓、電抗率的選擇以及電容器額定電壓進行修正計算,算出實際需要的無功補償容量,下面對低壓配電系統(tǒng)集中補償?shù)臒o功容量的選擇進行簡單分析。
  補償電容器容量計算如圖2所示,要使功率因數(shù)由COS0 提高到COS0 ,.電容器的實際補償容量Q (單位:kvar)可根據(jù)工程項目所需的實際補償容量來確定:
  ×tan 01一式中:Pj -- 計算有功功率;-- 補償前計算負荷功率因數(shù)角的正切值:
  -- 補償后功率因數(shù)角的正切值。
  交流電容器的額定容量為:
  式中:Q-- 電容器容量,kvar;- - 電容器端電壓,kV;- - 角頻率,rad/s:
  - - 電容器的電容值。F.
  由上述交流電容器的額定容量計算公式可以知道,電容器的補償容量與電壓的平方成正比。
  串聯(lián)電抗器的選擇.1 電抗率的選擇原則補償電容器回路中串聯(lián)電抗器的主要作用是抑制諧波電流、消除諧振和限制涌流,電抗率是串聯(lián)電抗器的重要參數(shù),根據(jù)規(guī)范GB 50227-2008《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范》, 串聯(lián)電抗器電抗率的選擇,應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)條件與電容器參數(shù)經(jīng)相關(guān)計算分析確定,電抗率取值范圍應(yīng)符合下列規(guī)定:

僅用于限制涌流時,電抗率宜取0.1% 1.0%.

用于抑制諧波時,電抗率應(yīng)根據(jù)并聯(lián)電容器裝置接入電網(wǎng)處的背景諧波含量的測量值選擇。當諧波為5次及以上時,電抗率宜取4.5% 5.0%:當諧波為3次及以上時,電抗率宜取12.0%.亦可采用4.5% ~5.0% .0% 兩種電抗率混裝方式。2.2 電抗器額定電壓及容量的選擇串聯(lián)電抗器額定電壓及額定容量:
  ×.=QcN×式中: - - 串聯(lián)電抗器額定電壓,kV;- - 并聯(lián)電容器額定電壓,kV;-- 串聯(lián)電抗器額定容量,kvar;-- 并聯(lián)電容器額定容量,kvar;-- 串聯(lián)電抗器電抗率,%.
  由此可見, 串聯(lián)電抗器的額定電壓、額定容量與并聯(lián)電容器的額定電壓、額定容量及電抗率有關(guān)。
  電容器額定電壓 N的選擇為達到經(jīng)濟和安全運行的目的。合理選擇電容器的額定電壓,在分析電容器端子上的預(yù)期電壓時,應(yīng)考慮以下因素:

并聯(lián)電容器裝置接入電網(wǎng)后會引起電網(wǎng)電壓升高;

諧波引起電網(wǎng)電壓升高;裝設(shè)串聯(lián)電抗器引起的電容器端電壓升高;

相間和串聯(lián)段問的容差將形成電壓分布不均,使部分電容器電壓升高;

輕負荷運行引起電網(wǎng)電壓升高。
  首先根據(jù)電抗率的選擇,求出電容器端電壓的計算值。根據(jù)圖1等效電路推導(dǎo)出以下公式:
  一K = 1.
  ㈣式中: - - 單臺電容器運行電壓,V;- - 電容器接人點電網(wǎng)標稱電壓,V.
  根據(jù)國家標準GB/T 12325-2008 《電能質(zhì)量供電電壓偏差》4.2條: "2O kV及以下三相供電電壓偏差為標稱電壓的±7% ."220/380 V供電電壓的允許偏差為±26.6 V.
  根據(jù)國家標準GB/T 14549-1993 《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》表1,公用電網(wǎng)諧波電壓(相電壓限值,電網(wǎng)標稱電壓為0.38 kV的電壓總諧波畸變率為5%.在沒有實際測量諧波電壓的前提下,諧波對供電電壓的影響粗略考慮為20 V

 

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