低压无功动态补偿装置的节能降耗

1、概况

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、无功补偿的设计

　　2．1设计理论计算

　　根据变压器��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KYLBC0.45式电力滤波电容器，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

　　采用KYWK2000抗谐波无功补偿，适用于低压配电系统电容器补偿装置的自动调节，使功率因数达到用户预定状态，提高电力变压器的利用效率，减少线损，改善供电的电质量。

　　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KYKCS无功动补调节器是一种能够对电力并联电容器进行快速投切的电子型无触点功率器件模块，其电气结构主要由大功率反并联晶闸管模块，隔离电路，触发电路，同步电路、保护电路及驱动电路组成，控制逻辑电压0V（截止），12V（导通）。同时本调节器的控制电路与控制器的控制信号采用光耦隔离以避免相互干扰。本开关具有安装简单，维护方便，响应速度快，投切无涌流，工作无噪音，运行稳定可靠，缺相保护等特点。是无功功率动态补偿装置用投切电容器组的理想器件。

2．2．4电抗器

电抗器选用KY-Dr滤波电抗器用于低压滤波柜中，与滤波电容器相串联，调谐至某一谐振频率，用来吸收电网中相应频率的谐波电流。低压电网中有大量整流、变流、变频装置等谐波源，其产生的高次谐波会严重危害主变及系统中其它电器设备的**运行。滤波电抗器与电容器相串联后，不但能有效地吸收电网谐波，而且提高了系统的功率因数，对于系统的**运行起到了较大的作用。

3补偿装置应用后的节能效益

　　(1)采用无功补偿后，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**大于0。9，为了发挥无功补偿装置的*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

　　安装无功补偿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。