Ⅰ、異步電動機及變壓器的空載無功功率補償(也稱'隨機補償'、'隨器補償')

1、補償原理

1)電動機空載無功功率補償就是當(dāng)單臺電動機在7.5kW及以上時，以電動機的空載無功功率為基數(shù)，乘以適當(dāng)補償系數(shù)進行電容量的配置，實行就地補償。這種補償方式是將電容器安裝在電動機旁，電容器與電動機直接采用一套控制和保護裝置或接在控制斷路器或磁力啟動器的下樁頭和電動機一起投切。

2)變壓器為完成電能的變壓和傳輸，必須從電網(wǎng)中吸收無功功率用來建立主磁通，這是必不可少的。輸配電網(wǎng)絡(luò)中成千上萬臺配變消耗著大量無功功率。變壓器空載無功功率補償就是隨變壓器配置一定數(shù)量的電容器，用電容器發(fā)出的無功功率來供給變壓器完成主磁通的建立，而不從電網(wǎng)吸收無功功率來建立主磁通。

2、補償容量的確定

1)利用電動機空載電流計算補償容量

①按下式計算補償電容器容量Qc

式中: K -為補償系數(shù),一般取K =0.9， Ue -為額定電壓(kV)

②實測空載電流 ,代入⑴式中得Qc

2)變壓器隨器補償容量確定的原則:補償容量不超過配變空載無功功率即空載運行時不發(fā)生倒送。過補償會造成變壓器空載時無功功率倒送和產(chǎn)生電磁諧振，尤其在電源缺相運行時，可能發(fā)生鐵磁諧振過電壓，造成燒毀設(shè)備事故。

Ⅰ0%-變壓器空載電流百分值

Se -配變?nèi)萘?kV)

K-補償系數(shù)，一般取0.90


3、LBB高壓無功功率補償裝置



 

Ⅱ、10kV(6kV)線路的無功補償

1、線路補償?shù)脑?/p>

由于用戶端隨機、隨器、隨荷補償?shù)牟煌耆蛭催M行補償，線路上仍有大量的無功負荷在傳輸。采用在10kV(6kV)線路上并聯(lián)高壓電容器實現(xiàn)就近補償，以降低線路傳輸電流，降低線路損耗，這就是線路無功補償。

2、線路補償容量的確定

線路補償電容器裝置一般安裝在室外電線桿上，設(shè)有自動投切裝置，所以只能進行固定補償。為此選定的電容器容量必須為線路流動的最小無功負荷，否則會發(fā)生無功倒送。所以要進行線路無功補償就必須實測低谷時期無功負荷，然后確定無功補償容量。

3、線路電容器安裝地點及具體容量

①無功負荷沿線路均勻分布

根據(jù)理論計算，從降低線損的角度看，以下補償容量和安裝位置為最佳值:


 

由表可知:配電線路上電容器的安裝組數(shù)越多，降損效果越大，但這給運行維護帶來不便，相應(yīng)的增加了工程投資，而且隨安裝組數(shù)增加，對應(yīng)于增加單位補償容量所得到的無功線損下降率減少，因此，一般對于均勻分布負荷的配電線路，以安裝一組補償電容器為宜，最多兩組就足夠了。

②無功負荷沿線路非均勻分布

在一個供電區(qū)內(nèi)，各條線路的負荷往往是不均勻的，不能機械套用以上公式和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，而應(yīng)具體計算具體確定補償方案。在此不做詳細介紹。

4、采用線路電容器補償?shù)奶攸c

線路電容器補償裝置結(jié)構(gòu)簡單、造價低，容量選擇適當(dāng)，補償效果也較好，缺點是運行環(huán)境惡劣、維護困難。本裝置控制箱和投切箱子分體控制，方便操作維護，不會對操作人員造成事故傷害。
 

5、線路用柱上式高壓無功自動補償裝置

柱上式高壓無功自動補償裝置(以下簡稱裝置)適用于10千伏或6千伏配電線路中，通過對電容器的自動跟蹤投切，實現(xiàn)對線路電壓和無功的綜合控制，能有效的提高線路的功率因數(shù)、降低線路損耗、改善供電線路電壓質(zhì)量。

本裝置可根據(jù)用戶技術(shù)要求設(shè)定參數(shù)，裝置自行判斷、分析，通過時間、電壓、時間電壓、功率因數(shù)和電壓無功五種控制方式，實現(xiàn)高壓并聯(lián)電容組的自動投切。同時本裝置還具備完善的保護功能，具有電容器過流速斷保護、過流保護、過電壓保護、欠電壓保護、電容器延時保護、機構(gòu)故障保護、缺相保護、拒動保護和日動作次數(shù)限制等功能，還具有有線和無線通訊功能。

本裝置選用電容器投切專用真空接觸器作為電容器的投切開關(guān)。將接觸器、控制電源變壓器等放置在不銹鋼箱體內(nèi)，自動控制裝置放在小控制箱內(nèi)，并與高壓并聯(lián)電容器及跌落式熔斷器、避雷器等安裝在一根線桿上，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝調(diào)試方便。

 

Ⅲ、變電所10kV(6kV)母線的無功補償(也稱'變電站集中補償')

一般用戶端補償和線路補償很難全部補償?shù)粲脩羲锜o功功率。特別是我國特定的經(jīng)濟狀況，許多地區(qū)用戶補償和線路補償由于經(jīng)濟條件所限，補償裝置很少，所以有大量無功功率要由上一級電網(wǎng)經(jīng)過主變壓器流入配電網(wǎng)絡(luò)。變電所10kV(6kV)母線無功補償指在變電所10kV(6kV)母線上并聯(lián)電容器組，用其發(fā)出的無功功率滿足變電所下級10kV(6kV)配電網(wǎng)絡(luò)的需要。

2、變電所電容器容量的確定

⑴一般新上變電所電容器補償容量按主變?nèi)萘康?0-30%配置。

⑵按實際無功負荷進行配置，一般取正常無功負荷偏低一點進行配置。具體確定方法參見以下說明。

①只裝設(shè)一組電容器

一組電容器容量應(yīng)按以下原則進行配置:取一QC讓下圖(b)中陰影部分面積盡可能小，一般陰影部分面積越小補償效果越佳。


 

24小時無功負何變化及補償容量確定圖

注:圖(a)表示的是連續(xù)24小時實際無功負荷的變化情況。圖(b)是將24小時無功負荷按從小到大的順序排列的無功負荷圖，便于問題的分析。

②裝設(shè)多組電容器

一般按最大無功負荷配置電容器總?cè)萘浚缓蠓殖蓭捉M，每組容量為Qc/N，再確定每組由幾個電容器并聯(lián)而成，每組通過一個接觸器并網(wǎng)運行。圖中所示電容器組數(shù)越多，補償效果越好。QC1、QC2取值應(yīng)使下圖陰影部分面積盡可能小，一般陰影部分面積越小補償效果越佳。


3、高壓無功自動補償裝置簡介
 

LBB系列電壓無功綜合自動補償成套裝置(簡稱無功補償成套裝置)，適用于35~220kV變電站6kV、10kV或35kV的電網(wǎng)中。
裝置根據(jù)母線電壓的高低和無功功率的需求狀況，通過對變壓器有載調(diào)壓分接頭的自動調(diào)節(jié)和并聯(lián)電容器組的自動跟蹤投切，來實現(xiàn)對變電站電壓和無功的綜合控制，保證供電電壓質(zhì)量和功率因數(shù)達到期望要求，從而達到降低電能損耗，減少電壓波動，提高設(shè)備利用率的目的。

⑴裝置的保護

在設(shè)備安全運行上如何及時發(fā)現(xiàn)電容器的早期故障，發(fā)現(xiàn)故障后盡快的把故障電容切掉，是保證高壓無功補償設(shè)備安全運行、避免爆炸事件發(fā)生的根本條件。
而電容器早期故障的發(fā)現(xiàn)，用常規(guī)的電流保護不容易解決，原因是單只高壓電力電容器內(nèi)部是由多個小單元電容器串聯(lián)而成，額定電壓分配在每個單元電容器上，電容器損壞時，首先是內(nèi)部一個單元電容發(fā)生擊穿損壞，這時電流增大很小，用常規(guī)的電流保護不會動作。

電容器組綜合保護裝置設(shè)計有故障和事故有兩種保護。故障保護能及時發(fā)現(xiàn)電容器的早期擊穿故障，避免由故障發(fā)展到事故狀態(tài)。
事故保護能避免事故擴大向上一級蔓延。故障保護設(shè)計有三個保護層面，第一層電壓不平衡保護，第二層1段過流保護，第三層2段過流速斷保護。
電容器內(nèi)部某個小單元電容發(fā)生擊穿短路時，電流雖然變化很小但零序電壓變化卻很明顯，每組電容器的零序電壓是由并聯(lián)在每相電容器上的PT構(gòu)成開口三角檢出的，不受任何外界及電源不平衡的影響，只有電容器組三相容量發(fā)生不平衡時才會出現(xiàn)，所以這種保護能準確及時的發(fā)現(xiàn)電容器的早期故障，盡快的把故障電容器切除掉，避免爆炸事件的發(fā)生。
1段過流保護和2段過流保護過電流的整定值整定在額定電流的1.25-1.45倍，并與時間定值配合使故障保護更加可靠，保證設(shè)備安全運行，使電容器有故障發(fā)生時不會發(fā)生爆炸著火事故。

⑵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及特點

1、采用進口優(yōu)質(zhì)三相電力電容器，運行溫升低、放電起始電壓高、密封性好、可靠性高。電容器內(nèi)置放電元件補償裝置脫離電網(wǎng)后，5分鐘內(nèi)可將殘留電壓降低在某種程度50伏以下。

2、改善用電設(shè)備的功率因素，能提高到0.95以上，可節(jié)電10-20%。

3、提高設(shè)備運行效率，減少線路無功損耗。

4、改善供電質(zhì)量，提高電氣設(shè)備出力，增加供電能力，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，使用方便，可與電機同步投切、免維護。

5、采用高壓噴逐式熔斷器作短保護，確保設(shè)備安全運行。

IV、其它的高壓無功補償裝置介紹
 

1.SVG高壓動態(tài)無功補償裝置

應(yīng)用領(lǐng)域：本公司研制的SVG廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金、電力、煤炭、電氣化鐵路、風(fēng)電廠以及其他具有或者靠近沖擊性負荷和大容量電動機的工業(yè)領(lǐng)域，可以在節(jié)能降耗，提高電網(wǎng)安全性和穩(wěn)定性，提高電網(wǎng)功率因數(shù)，改善電能質(zhì)量，發(fā)揮著重要作用。

產(chǎn)品直通車：SVG高壓動態(tài)無功補償裝置


2.LTC智能動態(tài)無功補償濾波裝置

應(yīng)用領(lǐng)域：廣泛適用于電力、冶金、鐵道、軍工、石油、機械、化工、港口、輕工、建材、礦山、造船等供配電系統(tǒng)中，要求動態(tài)無償補償且同時需要抑制或治理諧波的場合;尤其適用諧波、負荷大且變化的工況。

產(chǎn)品直通車：LTC智能動態(tài)無功補償濾波裝置


3.Y-APF有源濾波裝置原理



產(chǎn)品直通車：Y-APF有源濾波裝置原理


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