供电系统中电容器补偿的优化设计
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降决 定 接 入 １０ Ｖ 电源 ，通 过 １０ ０ Ｖ 变 向 １Ｋ ５０ Ｋ Ａ主 ６ ＫＶ 负载 供 电 ，如 图 ２所 示 。 此种 运 行方 式 虽 然
图 １ １ｋ ０ Ｖ供 电系 统 简 图 １
缓 解 了其 它 总 降 主变 频 繁 过 载 ，但 将 面 临 力 率 低
电
１ 原始数据
电 容 器 ： 型 号 Ｂ １－５１ Ｑ ＝ ５ ｖｒＣ＝ ＷＦ １２ —Ｗ， Ｈ ２ｋ ａ， ０ ０６ ￣ ， ＝ Ｖ 安装 容量 Ｑ Ｈ １０ ｋ ａ ． ｔ ＵＨ １ｋ ， ８ｆ ｌ ｃ＝ ５ ０ ｖ ｒ ，
１０ ０ Ｖ 铭牌数 据 ： １ １０ ０ Ｖ １０ Ｖ６ ｋ ５０ ｋ Ａ Ｓ ＝ ５０ ｋ Ａ， １ｋ ／． Ｖ ３
电。 为 了 提 高 力 率 ，在 １ Ｋ 电 源 进 线 侧 装 有 ０Ｖ
Ｑ １０ ｋ ａ ｃ＝ ５ ０ ｖｒ的电容 器组 进 行 补偿 ，如 图 １ 示 。 所
后 因种 种 原 因 改 变 了运 行 方 式 ，由 另外 总降 主 变
向该 总降 ６ Ｖ 负载 供 电 ，６ ０ Ｋ Ａ主 变 与电容 器 Ｋ ３０ Ｖ 均 处 于 闲置 状 态 。现 因调 整 各 个 总 降 负 荷 ，该 总
２１ 短路 阻抗计 算 ．
从 电 路 图 中 知 ， 系 统 阻 抗 Ｘ ＝ ． ６ ， 线 路 ００ ９ ４ 采 用 Ｌ Ｊ１５线 １ 米 供 电 ， 计 算 出线 路 阻 抗 Ｇ 一８ １千
Ｘ ２ ０３１ ＝Ｏ． ９。
Ｑ： ＿
Ｔ 变压器 负载 无功 损耗
２３ 电容器合闸涌流倍数 ．
Ｄ ｉ１ ．９ ９ Ｊｉｓ ．０ ９ １ ４ ２ １ ．（ ）３ ｏ ： ３６ ／ ． ｎ １ ０－０ ３ ．０ ２ Ｂ上 ．８ ０ ｓ
０ 引 言
某 厂 三 总 降 电 源 电压 曾为 １ ｋ ０ Ｖ，通 过 变 比
电 源
１ ５ Ｖ ０．ｋ
负 载
为 １ Ｋ ６３ Ｖ 的 变 压 器 向 ６ Ｖ 系 统 的 负 载 供 Ｏ Ｖ／． ｋ Ｋ
１１ ． ％ ， ｏ＝２ ９ Ｗ ， ｌ ０＝１０５ Ｐ １ ２．ｋ Ｕｋ％＝９．４％ ， ｌ １ ０．ｋ 。 ７ Ｐｋ＝ ０ ７ Ｗ
６ ０ ｋ Ａ铭 牌数 据 ： ２ ６ ０ ｋ Ａ， ０ Ｖ／． Ｖ ３０ Ｖ Ｓ￣ ３ ０ Ｖ １ｋ ６３ ， ＝ ｋ
Ｉ ＝ ．５ Ｐ２ ８ ｋ Ｕｋ ４４ Ｐ２３ ． ｋ 。 ｏ Ｏ７ ％， ｏ ． Ｗ， ２ ２ ＝ ２ ％＝ ＿ ％， ｋ ４２ Ｗ ＝ ６
合 闸涌流倍 数
一
变压器 Ｔ 阻抗
Ｘ ３ Ｕｋｌ ＝
ｌ ｕ
¨
ｌ ＝ ｌ
—
—
。 （ ＋ Ｌ １ √８１７ ２５＝ ． 、 ２ Ｘ）＝＋ ７ （５＋ ．） ５ 『／ ／． ９ １
１ ０ ＝ ． 百 ０ 而７ １０＝ ６ ９ ９４ ０ 。４
（ｏ￣ ０６ ） ， 款率 高 （３ ｃｓ＝ ． ７ 罚 １％）的局面 。
利 用 闲置 的设 备 ，设 计 最 优 电路 ， 以最 少 的
投入 搞 好 合 理 的 经济 运 行 ，则 是本 文 讨 论 的主 要
６ ３０ ｋＶＡ ０
内容 。
图 ２ １ｋ ０ Ｖ供 电 系统 简 图 ２
为电容 器组 为 △接法 ，其 阻抗
wk.baidu.com
收 稿 日 期 ：２ １－１－０ ０１ ０ ５ 作者简介：刘捷 （９ １ １７ 一），女 ，四川绵阳人 ，电气工程师 ，副教授 ，主要从事 自动控制系统的科研和教学工作。
第３ 卷 ４
第６ 期
２ １— （ ） ［２］ ０ ２ ６ 上 １ ５
ｚ
。２ ， ｚ
Ｌ Ｕ Ｊ ｅ Ｊ ＡＮＧ ｉ ｏ ＿ ｉ． ｌ ｌ Ｓｈ — ｂ
（ 四川工程职 业技术学院 机 电工程系 ，四川 １ ８ ０ ） ６ ０ ０ 摘 要 ： 本文就某厂变 电站三总 降供 电系统进行了分析 ，提 出了电容 补偿优化设计方案 ，用 ＭＡＴ ＡＢ Ｌ Ｒ ０ ａ ２ １ 中的ｓ ｌＫ ０ ｉ ｉ 实现了元件级电路仿真 ，充分 利用 了闲置设施 ，极大的提高了功率因素 ， ｍｕ ｎ 减少了合闸涌流 ，以最 少的的投入达到 了设备的最优运行 。 关键词 ： 补偿电容器 ；功 率因数 ；合闸涌流 ；电抗器 中图分类号 ：Ｔ ４ Ｍ７ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ — １ ４ ２１ ） ６ 上） １ ５ ０ ９ ０ （ ０ ０ （ 一Ｏ ２ — ２ ０ ３ ２
增 加 Ｈ＝ ５ ，Ｈ ８ Ａ， ＝ ｌ １ｍＬ Ｉ＝ ０ ＵＨ ｌＫＶ三 相 电 抗 器
一
计 新 的供 电电 路 ，增 加 补 偿 电 容器 和 在 电容 器 组
前加装 串 ５ 电抗器 ，供 电简 图如 图 ３所 示 。 ％
台 ，此 时 电容 器 组 安 装 容 量 ∑ ＝ ５０ ｖｒ因 Ｑ １０ｋ ａ，
务Ｉ
ｌ 似 Ｉ ５
供 电系统 中电容器补偿 的优化设计
Ｏｐ ｉ ｉａｔｏｎ ｄｅｓ ｇｎ ｆ ｔｍ ｚ ｉ ｉ ｏｒｃｏｍ ｐｅｎ ａｔ ｉｈ ｃａｐａｃｉｏｒｎ ｐ ｗ ｅｒｓ ｓ ｅｄ ｗ ｔ ｔ ｉ ｏ ｕｐｐ ｙ ｙ ｅｍ ｌ ｓ ｓｔ
刘
捷 ，蒋士博
１ ０６ × ０ ２ ２ ４ｆ） ４× ．８ ｌ ０ ３ （２
Ｐ — ０ — Ｔ 变压 器空 载损耗 Ｐ２ ＿ Ｔ 变 压器 负载 损耗 ｋ Ｌ ２
Ｑ — 压器 励磁 无功 损耗 。 — Ｔ变
变为星 形接 法 ，等值 阻抗 Ｘ Ｚ ／＝ ８Ｑ） ２ ａ ７（ 。 ＝ ３
该 总降 ２ ０ ０ ９年 ３月 ～ ４月负载 用 电情况 ：
Ｐ＝ ０ ｋ ， ｆｌ ３ ｋ ａ， Ｕ２ １ ｋ 。 ｒ１ ０ Ｗ Ｑ＝ ３ ｖｒ Ｓ ７ ０ ￣ ９ ９
图３ 电容器组前 串电抗时供电简图
２ 优化设计
综 合 考 虑 图 ｌ和 图 ２的 设 计 和 运 行情 况 ，设
图 １ １ｋ ０ Ｖ供 电系 统 简 图 １
缓 解 了其 它 总 降 主变 频 繁 过 载 ，但 将 面 临 力 率 低
电
１ 原始数据
电 容 器 ： 型 号 Ｂ １－５１ Ｑ ＝ ５ ｖｒＣ＝ ＷＦ １２ —Ｗ， Ｈ ２ｋ ａ， ０ ０６ ￣ ， ＝ Ｖ 安装 容量 Ｑ Ｈ １０ ｋ ａ ． ｔ ＵＨ １ｋ ， ８ｆ ｌ ｃ＝ ５ ０ ｖ ｒ ，
１０ ０ Ｖ 铭牌数 据 ： １ １０ ０ Ｖ １０ Ｖ６ ｋ ５０ ｋ Ａ Ｓ ＝ ５０ ｋ Ａ， １ｋ ／． Ｖ ３
电。 为 了 提 高 力 率 ，在 １ Ｋ 电 源 进 线 侧 装 有 ０Ｖ
Ｑ １０ ｋ ａ ｃ＝ ５ ０ ｖｒ的电容 器组 进 行 补偿 ，如 图 １ 示 。 所
后 因种 种 原 因 改 变 了运 行 方 式 ，由 另外 总降 主 变
向该 总降 ６ Ｖ 负载 供 电 ，６ ０ Ｋ Ａ主 变 与电容 器 Ｋ ３０ Ｖ 均 处 于 闲置 状 态 。现 因调 整 各 个 总 降 负 荷 ，该 总
２１ 短路 阻抗计 算 ．
从 电 路 图 中 知 ， 系 统 阻 抗 Ｘ ＝ ． ６ ， 线 路 ００ ９ ４ 采 用 Ｌ Ｊ１５线 １ 米 供 电 ， 计 算 出线 路 阻 抗 Ｇ 一８ １千
Ｘ ２ ０３１ ＝Ｏ． ９。
Ｑ： ＿
Ｔ 变压器 负载 无功 损耗
２３ 电容器合闸涌流倍数 ．
Ｄ ｉ１ ．９ ９ Ｊｉｓ ．０ ９ １ ４ ２ １ ．（ ）３ ｏ ： ３６ ／ ． ｎ １ ０－０ ３ ．０ ２ Ｂ上 ．８ ０ ｓ
０ 引 言
某 厂 三 总 降 电 源 电压 曾为 １ ｋ ０ Ｖ，通 过 变 比
电 源
１ ５ Ｖ ０．ｋ
负 载
为 １ Ｋ ６３ Ｖ 的 变 压 器 向 ６ Ｖ 系 统 的 负 载 供 Ｏ Ｖ／． ｋ Ｋ
１１ ． ％ ， ｏ＝２ ９ Ｗ ， ｌ ０＝１０５ Ｐ １ ２．ｋ Ｕｋ％＝９．４％ ， ｌ １ ０．ｋ 。 ７ Ｐｋ＝ ０ ７ Ｗ
６ ０ ｋ Ａ铭 牌数 据 ： ２ ６ ０ ｋ Ａ， ０ Ｖ／． Ｖ ３０ Ｖ Ｓ￣ ３ ０ Ｖ １ｋ ６３ ， ＝ ｋ
Ｉ ＝ ．５ Ｐ２ ８ ｋ Ｕｋ ４４ Ｐ２３ ． ｋ 。 ｏ Ｏ７ ％， ｏ ． Ｗ， ２ ２ ＝ ２ ％＝ ＿ ％， ｋ ４２ Ｗ ＝ ６
合 闸涌流倍 数
一
变压器 Ｔ 阻抗
Ｘ ３ Ｕｋｌ ＝
ｌ ｕ
¨
ｌ ＝ ｌ
—
—
。 （ ＋ Ｌ １ √８１７ ２５＝ ． 、 ２ Ｘ）＝＋ ７ （５＋ ．） ５ 『／ ／． ９ １
１ ０ ＝ ． 百 ０ 而７ １０＝ ６ ９ ９４ ０ 。４
（ｏ￣ ０６ ） ， 款率 高 （３ ｃｓ＝ ． ７ 罚 １％）的局面 。
利 用 闲置 的设 备 ，设 计 最 优 电路 ， 以最 少 的
投入 搞 好 合 理 的 经济 运 行 ，则 是本 文 讨 论 的主 要
６ ３０ ｋＶＡ ０
内容 。
图 ２ １ｋ ０ Ｖ供 电 系统 简 图 ２
为电容 器组 为 △接法 ，其 阻抗
wk.baidu.com
收 稿 日 期 ：２ １－１－０ ０１ ０ ５ 作者简介：刘捷 （９ １ １７ 一），女 ，四川绵阳人 ，电气工程师 ，副教授 ，主要从事 自动控制系统的科研和教学工作。
第３ 卷 ４
第６ 期
２ １— （ ） ［２］ ０ ２ ６ 上 １ ５
ｚ
。２ ， ｚ
Ｌ Ｕ Ｊ ｅ Ｊ ＡＮＧ ｉ ｏ ＿ ｉ． ｌ ｌ Ｓｈ — ｂ
（ 四川工程职 业技术学院 机 电工程系 ，四川 １ ８ ０ ） ６ ０ ０ 摘 要 ： 本文就某厂变 电站三总 降供 电系统进行了分析 ，提 出了电容 补偿优化设计方案 ，用 ＭＡＴ ＡＢ Ｌ Ｒ ０ ａ ２ １ 中的ｓ ｌＫ ０ ｉ ｉ 实现了元件级电路仿真 ，充分 利用 了闲置设施 ，极大的提高了功率因素 ， ｍｕ ｎ 减少了合闸涌流 ，以最 少的的投入达到 了设备的最优运行 。 关键词 ： 补偿电容器 ；功 率因数 ；合闸涌流 ；电抗器 中图分类号 ：Ｔ ４ Ｍ７ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ — １ ４ ２１ ） ６ 上） １ ５ ０ ９ ０ （ ０ ０ （ 一Ｏ ２ — ２ ０ ３ ２
增 加 Ｈ＝ ５ ，Ｈ ８ Ａ， ＝ ｌ １ｍＬ Ｉ＝ ０ ＵＨ ｌＫＶ三 相 电 抗 器
一
计 新 的供 电电 路 ，增 加 补 偿 电 容器 和 在 电容 器 组
前加装 串 ５ 电抗器 ，供 电简 图如 图 ３所 示 。 ％
台 ，此 时 电容 器 组 安 装 容 量 ∑ ＝ ５０ ｖｒ因 Ｑ １０ｋ ａ，
务Ｉ
ｌ 似 Ｉ ５
供 电系统 中电容器补偿 的优化设计
Ｏｐ ｉ ｉａｔｏｎ ｄｅｓ ｇｎ ｆ ｔｍ ｚ ｉ ｉ ｏｒｃｏｍ ｐｅｎ ａｔ ｉｈ ｃａｐａｃｉｏｒｎ ｐ ｗ ｅｒｓ ｓ ｅｄ ｗ ｔ ｔ ｉ ｏ ｕｐｐ ｙ ｙ ｅｍ ｌ ｓ ｓｔ
刘
捷 ，蒋士博
１ ０６ × ０ ２ ２ ４ｆ） ４× ．８ ｌ ０ ３ （２
Ｐ — ０ — Ｔ 变压 器空 载损耗 Ｐ２ ＿ Ｔ 变 压器 负载 损耗 ｋ Ｌ ２
Ｑ — 压器 励磁 无功 损耗 。 — Ｔ变
变为星 形接 法 ，等值 阻抗 Ｘ Ｚ ／＝ ８Ｑ） ２ ａ ７（ 。 ＝ ３
该 总降 ２ ０ ０ ９年 ３月 ～ ４月负载 用 电情况 ：
Ｐ＝ ０ ｋ ， ｆｌ ３ ｋ ａ， Ｕ２ １ ｋ 。 ｒ１ ０ Ｗ Ｑ＝ ３ ｖｒ Ｓ ７ ０ ￣ ９ ９
图３ 电容器组前 串电抗时供电简图
２ 优化设计
综 合 考 虑 图 ｌ和 图 ２的 设 计 和 运 行情 况 ，设