低压无功补偿装置技术改造及应用

低压无功补偿装置技术改造及应用
摘要：当今企业用电中，都存在功率因素偏低的现象，导致用电设备利用率较低，电能损耗大成本增加，尤其大量使用电动机、整流装置、变频器等用电设备，对低压配电系统造成损耗及污染极大。

基于电网无功消耗及配电系统污染的状况，在低压配电系统中广泛采用并联电容器对其进行无功补偿。

关键词：无功补偿装置电容器电抗器功率因素
1、改造前的介绍
公司改造前的配电系统及无功补偿方法。

公司由不同的两路电源分别供给一号变（容量为400KV A）、二号变（容量为250KV A）。

一号变压器给环保车间、动力车间、一车间、三车间等区域供电；二号变压器单独给二车间供电。

无功补偿装置均采用接触器手动补偿，补偿方式均采用集中补偿，电容器容量分别为132Kvar、80Kvar，功率因素0.78左右。

2、改造方案制定
2.1 电容器的补偿方法的制定
根据配电室的位置，制定一号变压器及二号变压器的总配电室采用集中自动补偿，另外三车间配电室距总配电室较远在三车间增加一面无功补偿配电柜。

随着科学技术的进步和人民生活水平的提高，配电系统结构日益复杂，对电网污染越来越严重，谐波对电容器使用寿命影响较为严重，将配电系统进行简化，将配电系统简化容量简化为变压器容量Sn，所有非线性负载容量Gh，将Gh/Sn 的比值，即非线性负载占总容量的比例作为补偿类型的选型依据。

（1）当Gh/Sn25%时，表示系统谐波污染非常严重，应采用调谐型无功功率补偿装置。

调谐型无功功率补偿方案由调谐电抗器和耐谐型电容器组成。

柜，也采用就地自动补偿方式；二车间采用集中自动补偿方式。

2.2 电容器容量的计算
根据供电营销规定，功率因素为0.9的标准，经过查阅资料功率补偿设计一般为0.95，经过完全退出无功补偿装置观察了一周，拟定补偿前按照0.76进行确定电容器的容量，经查阅资料从0.76补偿到0.96时，每千瓦需要0.56千乏，经过计算一号变、二号变安装的电容器的容量应分别为224Kvar、140Kvar。

考虑以上的补偿方法及各个车间的负荷分配情况（三车间负荷为150KW左右），在总配电室安装电容器的容量为140Kvar（14Kvar×10），二车间配电室安装电容器的容量为140Kvar（14Kvar×10），三车间配电室安装原来安装在二车间那组电容器。

2.3 串联电抗器的选型
现有国标推荐采用电抗率为4.5%—6%，调谐频率为215Hz的调谐补偿方案，可以抑制和减少5次以上谐波污染；推荐采用电抗率为12%，调谐频率为135Hz 的调谐补偿方案，可以抑制和减少3次及以上的谐波污染。

根据我公司负荷90%以上是电动机，因此采用调谐型无功功率补偿装置，采用525V的电容器。

经过对电抗率为6%（与12%）计算总配电室安装电抗器容量为8.4mH（16.8mH），二车间配电室安装电抗器容量为8.4mH（16.8mH），三车间配电室安装电抗器容量为4.8mH（8.4mH）。

考虑安装空间最后选择电抗率为6%。

2.4 其他的选型
随着电气智能化程度的提高采用自动补偿方式，考虑投切装置的投切频繁选
用三相共补复合开关，以减少后期的维修成本及工作量，自动补偿控制器采用10路输出。

经过查阅资料最后选择了上海人民电器。

JKWR型无功补偿控制器、RDFK-Δ-380V-45A三相共补复合开关、BSMJ0.4-14-3电容器、LKGKL-0.525-8.4-5电抗器。

3、设备的调试
根据无功补偿自动控制装置说明书进行设置了参数，功率因素为0.98、补偿方式为自动，投切时间为60s，在刚投入运行时，每隔一小时进行查看一次，在查看时发现总配电室的电容器柜发热，经查阅资料，对安装空间的距离不能太小（不能小于25mm），最后在电容器柜内安装了风扇用于散热，经巡视解决了发热问题。

4、改造后的效果
改造后巡视是观察补偿装置显示的功率因素都在0.95左右，电压有原来的375V左右提高到了380V左右，电流也有所降低。

现在按每年生产300天（7200h）、负荷按额定容量的80%进行计算。

一号变每年用电量为230.4万度，二号变为144万度；一般工商业用电为0.6507元/千瓦时，大工业用电为0.4540元/千瓦时（其中包含城市附加费、三峡费、电建费；工商业用电与大工业用电分界点为315KV A）。

现计算如下：
一号变一年的电费=（230.4万×0.4540元+400×14元12月（现基本电费为19元/KV A/月，线损变损在此没有计算）。

=104.6万元+7.68万元
=112.28万元
计费电量为表计电量+变损线损、无功合计为表计无功+无功变损）。

我公司补偿后，电费单上的功率因素一般在0.91～0.92之间，现按改造前为0.77，改造后为0.91计算一号变一年节约的电费：
节约电费=一年的电费×奖惩率
=112.28万元×0.755%
=8477元
二号变一年的电费=144万×0.6507
=93.7万元
节约电费=93.7万元×0.755%
=7074元
两台变压器一年节约电费=7074+8477=15551元，本次改造费用为30000多元，两年多可收回全部成本。

经过此次的改造使我对无功补偿知识有了进一步的提高，同时也认识到了无功补偿在配电系统中的重要性。

参考文献
[1]丁毓山，主编.电力营销管理手册.中国电力出版社.
[2]金德生，主编.供电企业电能损耗与无功管理手册.中国电力出版社.。