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无功补偿方案的探讨
一、怎样进行无功补偿
应采取就地平衡的原则,使电网任一时刻无功总出力(含无功补偿)与无功总负荷(含无功总损耗)保持平衡。望奎局已实现了变电所的集中补偿,本文不再涉及,仅就10kV线路,配变与电动机的补偿加以讨论。
(1)10kV配电线路的无功补偿:
望奎局在每条10kV配电线路上安装1~2处高压无功自动补偿装置,补偿容量按线路配变总容量的10%掌握。望奎局公用配变容量为40500kVA,需补偿无功容量约为4000kvar,约需资金55万元。经计算,安装一处时,宜将无功自动补偿装置安装在距线路首端的2/3线路长度处。安装两处时,第一处安装在距线路首端的2/5线路长度处,另一处安装在距线路首端的4/5线路长度处,各处容量为线路总补偿容量的一半。具体安装时,还应考虑便于操作、维护和检修工作等。
(2)配电变压器的无功补偿:
农网的大部分配电变压器昼夜负荷变化较大,许多村屯用电多为居民生活用电,白天及后半夜多数变压器处于轻载或空载状态。我们知道变压器的损耗包括有功损耗和无功损耗,无功损耗包括空载励磁损耗及漏磁无功损耗。从配电网线损理论计算可知,配电变压器的无功损耗约占配电网总损耗的60%左右。为有效补偿配电变压器本身的无功功率,避免轻载时功率因数超前,电压升高及节约资金,对容量在200kVA以下的配电变压器按配变容量的5%左右掌握实行静态无功补偿。将补偿装置装设在配变低压出口处,随配变同时投切。对200kVA及以上的配变安装自动跟踪补偿装置。
(3)电动机的无功补偿:
,为防止出现因过补而产生的谐振过电压,烧毁电动机,应将电动机空载时的功率因数补偿到接近1。因为电动机空载时的无功负荷最小,补偿后满载的电动机功率因数仍为滞后,这样就避免过补偿现象的发生。将低压电容器同设备一起投切,直接补偿设备本身的无功损耗。
①机械负荷惯性较小的电动机(如风机等):
Qc≈ (1)
式中Qc--补偿容量,kvar
Qo--电动机空载无功功率,kvar
电动机空载电流可由厂家提供,如无,可参照(2)式确定:
Io=2Ie(1-cosφ)A (2)
式中Io--电动机空载电流(A)
Ie--电动机额定电流(A)
cosφ--电动机额定负荷时功率因数
②机械负荷惯性较大的电动机(如水泵等):
Qc=(~)Qo (3)
③车间、工厂集中补偿容量可按(4)式确定:
Qc=Pm(tgφ1-tgφ2) (4)
式中 Pm--最高负荷时平均有功功率
tgφ1--补偿前功率因数角的正切值
tgφ2--补偿后功率因数角的正切值
电动机的无功补偿,由于受益方主要是客户本身,因此投资应由客户自己承担。
二、经济效益分析
(1)配电变压器无功补偿经济效益分析:
电网实现无功补偿后,不仅降低配变用电设备的损耗,而且使高低压配电电流减少,导致线损率的降低,同时主变铜损及上一级输电线路的导线损失降低。全部考虑将使计算复杂。为简化计算程序,可以采用无功补偿经济当量来计算无功补偿后的经济效益。它的物理意义是每安装1kvar的补偿电容器,相当于有功损耗降低多少千瓦。补偿装置于配电变压器低压母线侧,。为