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低压无功动态补偿装置在节能降耗中的应用

jiang_0514  发表于 2009/8/20 13:16:23      1112 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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低压无功动态补偿装置在节能降耗中的应用 
作者:  来源:输配电产品应用开关卷 总第78期
  1概况
  
  新疆某金矿一车间变配电室供电系统为6kV供电,其中容量为1600kV?A的6/0.4kV变压器一台,变压器的负载率在65%左右,主要负载为交流电动机(感性负载)和部分变频器(谐波性负载),总体的功率因数在0.75左右。为了提高功率因数,减少不必要的电费支出,根据电网参数,设计了一台自动投切的低压无功动态补偿装置,通过该装置投入使用,节能效果很好,减少了电费支出。
  
  2低压无功补偿装置的设计

  
  2.1设计理论计算
  
  根据变压器的容量、负载情况、负载率及补偿前的功率因数等参数来确定采用就地集中补偿的方案较合适。
  
  2.2补偿装置元件的选用
  
  2.2.1补偿电容器
  
  采用BSMJ0.45干式金属氧化膜自愈式电力电容器,采用△联结,内部有并联放电电阻,该产品性能可靠,寿命长,具防燃、防爆等特点。
  
  2.2.2无功补偿控制器
  
  采用RC2000抗谐波无功补偿控制器,它是以高速高性能的微处理器为核心器件,抗干扰能力强,具有过硬的硬件和完美的监测、测量及保护性能,具体表现在自动运行和手动运行两种工作方式,有12种编码输出方式供用户选用,自动识别采样电流极性。故障自动识别报警,具有电流超前、滞后及过电压、欠电压指示等功能。。
  
  2.2.3主开关、支路熔断器及电容投切开关
  
  主开关选用带熔断器的刀开关,稳态电流容量为无功补偿电容器投入时总电流的1.43~1.55倍,支路熔断器的选择按照电容器额定电流的1.43~1.55倍。电容投切开关选用HKCS型晶闸管无触点开关(淘汰传统的接触器热继电器投切开关),具有响应速度快,投切无涌流,工作无噪声,运行稳定可靠,具有缺相保护,是无功补偿装置用投切电容器的理想器件。
  
  2.2.4电抗器
  
  电抗器材料要选用优质硅钢片,电感精度高,绝缘强度好,过电流能力强的调谐滤波电抗器。
  
  3补偿装置应用后的节能效益
  
  (1)采用低压无功补偿装置后,为用电负载提供了近100%的无功功率。因几乎所有的负载都是感性负载,感性负载运行时需要大量的无功功率。无功补偿装置这时就能提供感性负载所需要交换的无功功率,因此,电网的功率因数就得到了极大的提高,并由此带来了一系列的节能效果。
  
  (2)提高了供配电设备的供电能力。供配电设备的供电能力主要由线路输出能力和配电变压器的容量来决定的,对于一定容量的用电负载,当其有功功率为一定值时,功率因数越低,需要提供的电流越大;进行无功补偿后,负荷需要的无功部分由补偿电容器来提供,线路和变压器只需要提供有功功率即可,因此线路和变压器上的电流大大的降低,可以满足更多的负荷需求,相对来说也就提高了供配电设备的供电能力。
  
  (3)降低了配电变压器及线路的损耗。根据以上的量性分析和实际情况,由于供电线路和变压器的电流降低,变压器与线路上的损耗与电流的平方成正比,因此电流减少,损耗也就大大减少了。
  
  (4)提高了供电末端的电压质量。供电线路上的电压损耗量是与其通过的电流成正比的,补偿后的线路上的电流明显减少,线路上的电压损耗也就大大降低,提高了原先电压较低的供电末端电压,因此提高了供电末端的电压质量。
  
  (5)减少电费开支。安装低压无功补偿装置后,降低了供电线路和变压器的有功功率损耗,提高了系统的功率因数。
  
  4注意事项
  
  4.1补偿方式的选择
  
  低压无功补偿装置的方式主要有集中补偿、分散补偿、就地补偿及混合补偿,要根据现场设备的情况来确定,每种补偿都有自己的优缺点,需综合考虑以确定补偿方式。
  
  4.2无功补偿容量的确定
  
  根据负载情况和负载特性来确定比较可行。通过负载和补偿前的功率因数及变压器的容量,通过理论计算来确定补偿电容器的容量比较科学,选择补偿容量过大,造成补偿装置的浪费;过少,补偿装置的意义就没有发挥出来,所以,补偿装置容量的确定是十分重要的。
  
  4.3目标功率因数的确定
  
  供电部门对功率因数的要求是大于0.9,为了发挥无功补偿装置的最大效益和资金投入的问题,选取功率因数在0.95的比较合理,但考虑到变压器和输电线路所消耗的无功功率仍由电网提供,因此目标功率因数一般确定为O.96,这样,就能充分发挥无功补偿装置的节能效益,并且还可得到供电部门的电费奖励。
  
  4.4高次谐波的问题
  
  电网中大量的非线性负载的使用产生了大量的谐波并在电网中流动,而谐波是无功补偿电容的大敌,甚至将造成电容器过载,引起切换电容开关损坏,所以由接触器投切电容改为无触点的晶闸管来投切电容比较好,可减少电容投切时对电网的冲击,减少事故发生率。如果负载是比较单一稳定的感性负载,可不装电抗器。这样可减少补偿装置的资金投入,如负载中有大量的变频设备等,就要加装电抗器来抑制谐波,防止因谐波引起的各种故障。
  
  5结束语
  
  安装低压无功补偿装置是提高供电电网功率因数,减少供配电设备及输电线路有功电能损耗的有效节能措施。补偿装置的安装,给企业带来了一定的经济效益和社会效益,是值得推广的一种节能有效措施。
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