無功補償原理

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1、DS5變電站自動電壓無功綜合控制成套裝置的應(yīng)用2009年5月22日作者：吳士東內(nèi)容提要：指出高壓供電系統(tǒng)無功電容補償?shù)闹匾裕撌隽烁邏汗╇娤到y(tǒng)電容補償改造為自動跟蹤補償?shù)陌踩珒r值及應(yīng)用效果。.關(guān)鍵詞：無功補償改造安全效果1、概述：改善礦井用電功率因數(shù)是企業(yè)節(jié)約電能的重要課題，同時由于礦井大型設(shè)備多為感性負載，且容量較大，因而提高功率因數(shù)，實現(xiàn)自動等容投切電容，均衡供電系統(tǒng)和節(jié)約電能有著十分重要的意義。一、簡述無功補償?shù)脑砑耙饬x1、無功補償?shù)脑黼娋W(wǎng)輸出的功率包括兩部分;一是有功功率;二是無功功率

2、。直接消耗電能,把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能,熱能,化學能或聲能等,利用這些能作功,這部分功率稱為有功功率;不消耗電能;只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能,這種能作為電氣設(shè)備能夠作功的必備條件,并且,這種能是在電網(wǎng)中與電能進行周期性轉(zhuǎn)換,這部分功率稱為無功功率,如電磁元件建立磁場占用的電能,電容器建立電場所占的電能.電流在電感元件中作功時,電流超前于電壓90℃.而電流在電容元件中作功時,電流滯后電壓90℃.在同一電路中,電感電流與電容電流方向相反,互差180℃.如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件,使兩者的電

3、流相互抵消,使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小,從而提高電能作功的能力,這就是無功補償?shù)牡览?2、無功補償?shù)囊饬x(1)補償無功功率,可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)(2)減少發(fā),供電設(shè)備的設(shè)計容量,減少投資,例如當功率因數(shù)cosΦ=0.8增加到cos4=0.95時,裝1Kvar電容器可節(jié)省設(shè)備容量0.52KW;反之,增加0.52KW.對原有設(shè)備而言,相當于增大了發(fā),供電設(shè)備容量.因此,對新建,改建工程.應(yīng)充分考慮無功補償,便可以減少設(shè)計容量,從而減少投資.(3)降低線損,由公式△P%=(1-cos

4、Φ/cosΦ)X100%得出其中cosΦ為補償后的功率因數(shù),cosΦ為補償前的功率因數(shù)則cosΦ>cosΦ,所以提高功率因數(shù)后,線損率也下降了.減少設(shè)計容量,減少投資,增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例,以及降低線損都直接決定和影響著企業(yè)的經(jīng)濟效益.所以,功率因數(shù)是考核經(jīng)濟效益的重要指標。(4)可以充分發(fā)揮變壓器和系統(tǒng)的潛力,因為變壓器和系統(tǒng)潛力用KVA表示，提高功率因數(shù)它最多可以輸出的功率可以提高很多。二、改造無功補償電容前系統(tǒng)運行情況及弊端原運行的TBB11型高壓電容補償是一種投切需要人工根據(jù)觀察系統(tǒng)

5、運行情況進行操作的補償設(shè)備，由于負荷變化僅靠人工檢查十分不精確，有時剛剛將電容器投入系統(tǒng)，負荷和系統(tǒng)參數(shù)突然發(fā)生變化，但僅靠人工觀察無法及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常，其結(jié)果是電壓忽高忽低，尤其是功率因數(shù)更加難以控制，投入較多電容器，完成了功率因數(shù)，但由于系統(tǒng)電壓過高，極易燒壞過電壓能力較低的電氣設(shè)備，加上電力系統(tǒng)晝夜不穩(wěn)定，投切的大容量電容，對系統(tǒng)沖擊甚大，瞬間還可能造成過電壓，極易發(fā)生系統(tǒng)故障，而礦井許多設(shè)備啟動必須需要一個穩(wěn)定的供電系統(tǒng)，這個制約礦井安全的弊端已經(jīng)顯現(xiàn)，同時其單組電容器保護采用的是熔絲保護，

6、當一塊電容損壞，另兩塊仍然運行，間接影響著三相電壓的平衡度，直接造成設(shè)備不能正常運行，影響礦井安全生產(chǎn)。因而，改變電容器的投切方式和投切容量，保證系統(tǒng)穩(wěn)定和有效提高功率因數(shù)成為當務(wù)之急。三、改造無功補償，選用DS5變電站電壓無功綜合控制成套裝置1、DS5變電站電壓無功綜合控制成套裝置原理（1）DS5變電站電壓無功綜合控制成套裝置，通過對補償母線上的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，并能諧波測量功能。每組電容器均配置專用微機保護單元、電容器組投切專用真空開關(guān)。（2）裝置主要是由

7、隔離接地開關(guān)、電容器組投切真空開關(guān)、高壓并聯(lián)電容器、熔斷器、串聯(lián)電抗、接地開關(guān)、放電線圈、避雷器、電壓無功綜合控制器、電容組微機保護單元等部分和柜體、一次及二次連線等輔助部分組成。（3）裝置內(nèi)每組高壓電容由電容器組投切專用真空開關(guān)進行投切，其開關(guān)內(nèi)電流互感器直接測量三相電流的平衡度，當任一臺電容器發(fā)生故障時，該組保護單元動作于控制開關(guān)快速跳閘，切斷故障電容器電源，與系統(tǒng)隔離。（4）我們根據(jù)系統(tǒng)實際計算和運行需要，選擇兩臺電容器柜，每臺3000Kvar,共分為10組，每組600Kvar，由于考慮生產(chǎn)系

8、統(tǒng)的延伸和負荷的增加，故在實際需用5000Kvar的基礎(chǔ)上，留出1000Kvar的容量，以滿足下一步的補償需求。2、功能特點配置DSK5000系列控制器，根據(jù)系統(tǒng)電壓、無功功率和功率因數(shù)，自動投切電容器組，采用先進的模糊控制理論，達到最佳的電壓無功控制效果?！癜杨~定容量的電容器可最多分為10組(每段5組)等容,實現(xiàn)自動循環(huán)投切；或分為８組以下（每段４組以下）不等容，實現(xiàn)組合投切。達到補償?shù)淖罴研Ч！衽渲肈SB2000系列電容器組微機保護單元，能夠?qū)崿F(xiàn)每組電容器二段過