1概　況

　　新疆某金礦一車(chē)間變配電室供電系統(tǒng)為6kV供電，其中容量為1600kV•A的6/0.4kV變壓器一臺(tái)，變壓器的負(fù)載率在65%左右，主要負(fù)載為交流電動(dòng)機(jī)(感性負(fù)載)和部分變頻器(諧波性負(fù)載)，總體的功率因數(shù)在0.75左右。為了提高功率因數(shù)，減少不必要的電費(fèi)支出，根據(jù)電網(wǎng)參數(shù)，設(shè)計(jì)了一臺(tái)自動(dòng)投切的低壓無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置，通過(guò)該裝置投入使用，節(jié)能效果很好，減少了電費(fèi)支出。

　　2低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)

　　2.1設(shè)計(jì)理論計(jì)算

　　根據(jù)變壓器的容量、負(fù)載情況、負(fù)載率及補(bǔ)償前的功率因數(shù)等參數(shù)來(lái)確定采用就地集中補(bǔ)償?shù)姆桨篙^合適。

　　2.2補(bǔ)償裝置元件的選用

　　2.2.1補(bǔ)償電容器

　　采用BSMJ0.45干式金屬氧化膜自愈式電力電容器，采用△聯(lián)結(jié)，內(nèi)部有并聯(lián)放電電阻，該產(chǎn)品性能可靠，壽命長(zhǎng)，具防燃、防爆等特點(diǎn)。

　　2.2.2無(wú)功補(bǔ)償控制器

　　采用RC2000抗諧波無(wú)功補(bǔ)償控制器，它是以高速高性能的微處理器為核心器件，抗干擾能力強(qiáng)，具有過(guò)硬的硬件和完美的監(jiān)測(cè)、測(cè)量及保護(hù)性能，具體表現(xiàn)在自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行兩種工作方式，有12種編碼輸出方式供用戶選用，自動(dòng)識(shí)別采樣電流極性。故障自動(dòng)識(shí)別報(bào)警，具有電流超前、滯后及過(guò)電壓、欠電壓指示等功能。

　　2.2.3主開(kāi)關(guān)、支路熔斷器及電容投切開(kāi)關(guān)

　　主開(kāi)關(guān)選用帶熔斷器的刀開(kāi)關(guān)，穩(wěn)態(tài)電流容量為無(wú)功補(bǔ)償電容器投入時(shí)總電流的1.43～1.55倍，支路熔斷器的選擇按照電容器額定電流的1.43～1.55倍。電容投切開(kāi)關(guān)選用HKCS型晶閘管無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)(淘汰傳統(tǒng)的接觸器熱繼電器投切開(kāi)關(guān))，具有響應(yīng)速度快，投切無(wú)涌流，工作無(wú)噪聲，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，具有缺相保護(hù)，是無(wú)功補(bǔ)償裝置用投切電容器的理想器件。

　　2.2.4電抗器

　　電抗器材料要選用優(yōu)質(zhì)硅鋼片，電感精度高，絕緣強(qiáng)度好，過(guò)電流能力強(qiáng)的調(diào)諧濾波電抗器。

　　3補(bǔ)償裝置應(yīng)用后的節(jié)能效益

　　(1)采用低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置后，為用電負(fù)載提供了近100%的無(wú)功功率。因幾乎所有的負(fù)載都是感性負(fù)載，感性負(fù)載運(yùn)行時(shí)需要大量的無(wú)功功率。無(wú)功補(bǔ)償裝置這時(shí)就能提供感性負(fù)載所需要交換的無(wú)功功率，因此，電網(wǎng)的功率因數(shù)就得到了極大的提高，并由此帶來(lái)了一系列的節(jié)能效果。

　　(2)提高了供配電設(shè)備的供電能力。供配電設(shè)備的供電能力主要由線路輸出能力和配電變壓器的容量來(lái)決定的，對(duì)于一定容量的用電負(fù)載，當(dāng)其有功功率為一定值時(shí)，功率因數(shù)越低，需要提供的電流越大;進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償后，負(fù)荷需要的無(wú)功部分由補(bǔ)償電容器來(lái)提供，線路和變壓器只需要提供有功功率即可，因此線路和變壓器上的電流大大的降低，可以滿足更多的負(fù)荷需求，相對(duì)來(lái)說(shuō)也就提高了供配電設(shè)備的供電能力。

　　(3)降低了配電變壓器及線路的損耗。根據(jù)以上的量性分析和實(shí)際情況，由于供電線路和變壓器的電流降低，變壓器與線路上的損耗與電流的平方成正比，因此電流減少，損耗也就大大減少了。

　　(4)提高了供電末端的電壓質(zhì)量。供電線路上的電壓損耗量是與其通過(guò)的電流成正比的，補(bǔ)償后的線路上的電流明顯減少，線路上的電壓損耗也就大大降低，提高了原先電壓較低的供電末端電壓，因此提高了供電末端的電壓質(zhì)量。

　　(5)減少電費(fèi)開(kāi)支。安裝低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置后，降低了供電線路和變壓器的有功功率損耗，提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)。

　　4注意事項(xiàng)

　　4.1補(bǔ)償方式的選擇

　　[$page]　　低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置的方式主要有集中補(bǔ)償、分散補(bǔ)償、就地補(bǔ)償及混合補(bǔ)償，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的情況來(lái)確定，每種補(bǔ)償都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，需綜合考慮以確定補(bǔ)償方式。

　　4.2無(wú)功補(bǔ)償容量的確定

根據(jù)負(fù)載情況和負(fù)載特性來(lái)確定比較可行。通過(guò)負(fù)載和補(bǔ)償前的功率因數(shù)及變壓器的容量，通過(guò)理論計(jì)算來(lái)確定補(bǔ)償電容器的容量比較科學(xué)，選擇補(bǔ)償容量過(guò)大，造成補(bǔ)償裝置的浪費(fèi);過(guò)少，補(bǔ)償裝置的意義就沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)，所以，補(bǔ)償裝置容量的確定是十分重要的。

　　4.3目標(biāo)功率因數(shù)的確定

　　供電部門(mén)對(duì)功率因數(shù)的要求是大于0.9，為了發(fā)揮無(wú)功補(bǔ)償裝置的最大效益和資金投入的問(wèn)題，選取功率因數(shù)在0.95的比較合理，但考慮到變壓器和輸電線路所消耗的無(wú)功功率仍由電網(wǎng)提供，因此目標(biāo)功率因數(shù)一般確定為O.96，這樣，就能充分發(fā)揮無(wú)功補(bǔ)償裝置的節(jié)能效益，并且還可得到供電部門(mén)的電費(fèi)獎(jiǎng)勵(lì)。

　　4.4高次諧波的問(wèn)題

　　電網(wǎng)中大量的非線性負(fù)載的使用產(chǎn)生了大量的諧波并在電網(wǎng)中流動(dòng)，而諧波是無(wú)功補(bǔ)償電容的大敵，甚至將造成電容器過(guò)載，引起切換電容開(kāi)關(guān)損壞，所以由接