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      電容補償在配電系統的應用

      來源:美端電氣 ??發布時間:2019-04-13 13:21


             隨著國家經濟(Economy)的發展和人民生活水平的提高,大量的居住樓盤、高檔商場、賓館、辦公樓等民用建筑(Architecture)在城市中拔地而起,使城市用電量快速增長。但是,在這些民 用建筑場所內使用的多為單相電感性負荷,因其自身功率因數較低,在電網中滯后無功功率的比重較大。為保證降低電網中的無功功率,提高功率(high power)因數,保證有功功 率的充分利用,提高系統(system)的供電效率和電壓質量,減少線路損耗,降低配電線路的成本(Cost),節約電能,通常在低壓供配電系統中裝設電容器無功補償裝置。本文主要通 過設計(Design)工作中所遇到的具體工程(Engineering)對無功自動補償的方式和安裝(ān zhuāng)位置做出了分析和比較。
          分相自動補償的必要性
        無功自動補償按性質分為三相電容自動補償和分相電容自動補償。變壓器測試儀是以單片機為核心進行測量計算和自動控制,全中文菜單操作界面,具有顯示直觀、穩定性好、精度高、測量范圍寬且現場不需三相電源等優點的新一代智能化變比測試儀器。
        三相電容自動補償適用于三相負載平衡的供配電系統。變壓器繞組變形測試儀主要是通過檢測變壓器各個繞組的幅頻響應特性,并對檢測結果進行縱向或橫向比較,根據幅頻響應特性的變化程度,判斷變壓器可能發生的繞組變形。 因三相回路平衡,回路中無功電流(Electron flow)相同,所以在補償時,調節無功功率參數的信號取自三相中的任意一相,根據檢測結果,三相同時投切可保證三相電壓(voltage)的質量。三相電容自動補償適用于有大量的三相用電設備(shèbèi)的廠礦企業中。
        在民用建筑中大量使用的是單相負荷,照明、空調等由于負荷變化的隨機性大,容易造成三相負載的嚴重不平衡,尤其是住宅樓在運行(Windows)中三相不平衡更為嚴重。由于 調節補償無功功率的采樣信號取自三相中的任意一相,造成未檢測的兩相要么過補償,要么欠補償。如果過補償,則過補償相的電壓升高,造成控制(control)、保護元件等用 電設備因過電壓而損壞;如果欠補償,則補償相的回路電流(Electron flow)增大,線路及斷路器(circuit-breaker)等設備由于電流的增加而導致發熱被燒壞。這種情況下用傳統(chuán tǒng)的三相無功補償方式, 不但不節能,反而浪費資源,難以對系統(system)的無功補償進行有效補償,補償過程中所產生的過、欠補償等弊端更是對整個電網的正常運行帶來了嚴重的危害。
         對于三相不平衡及單相配電系統采用分相電容自動補償是解決上述問題的一種較好的辦法,其原理是通過調節無功功率參數的信號取自三相中的每一相,根據每相感性負載的大小和功率因數的高低進行相應的補償,對其它相不產生相互影響,故不會產生欠補償和過補償的情況。
        智能(intelligence)三相自動無功補償能自動檢測各相負載的功率因數,同時自動分相投入各相所需的電容補償量,以使各相的無功功率補償達到好的狀態,對于大量使用單相用電負荷,易產生三相不平衡的用電單位如住宅小區、賓館、飯店、大型商場等民用建筑的配電系統有改善功率因數、提高電網效率、改善電 壓質量、節約用電、增大變器有功容量等顯著效果(effect),較大程度滿足了 ;電網綠化 ;的 要求。變壓器繞組測試儀 變壓器繞組變形頻率響應測試儀根據對變壓器內部繞組特征參數的測量,采用目前世界發達國家正在開發完善的內部故障頻率響應分析FRA方法,能對變壓器內部故障作出準確判斷。分組電容自動補償的應用在低壓電網中大量的用電設備為電感性,尤其是在大面積、大開間的商場、辦公樓等日常生活和辦公場所,大都會采用發光效 果好的熒光燈進行人工照明。熒光燈具有光效好、壽命長、無污染等特點,屬綠色光源。目前,民用建筑工程中大量使用電感型鎮流器熒光燈,壓它具有成本低、壽命長、維修工作量少、投資少等優點,但其啟動時間長,功率因數低,約為0.5~0.6,自身損耗大,加大了供配電系統網絡損耗,造成了能源的浪費。
        通過電容補償的方式來解決大面積商場、辦公樓的感性負荷功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)因數低的問題是目前設計中常用的方法(method)。
         我們在設計中通常的做法有兩種:在變配電所設置(set up)集中高壓或低壓補償柜,對系統前端進行補償,雖能滿足供電部門對并網功率因數的要求,但對以下各級分支電 路不作補償,因此低壓配電線路中無功電流(Electron flow)大,從而造成線路截面和配電開關容量不能減小,且不能保證整個低壓系統的供電質量;另一種做法是在每臺用電設備或 每盞照明燈具內設置電容器個別單獨進行補償,這種方式效果較好,對于廠礦企業使用(use)的單臺大容量用電設備比較適用,但對于大型商場等民用建筑來說,補償投資 成本太大,性價比低,安裝分散,造成后期維修量大、維修困難,且電容器利用率低,實際應用并不理想,所以很少采用。
        在目前低壓補償電容器技術(Technology)和制造質量、自動投切裝置有了很大提高的前提下,在這類民用建筑的配電系統(system)中分組設置補償電容,即根據建筑使用功能分區,用電較集中、電氣設備功率因數較低的配電箱處設置電容補償裝置較為適宜。
        分組補償可提高設備利用率(availability),減少配電系統容量(Capacity)
       視其功率S=,由此可知在有功功率不變的前提下,提高功率因數可降低無功功率,減小配電系統的容量。
         當功率因數由0.65提高到0.92時,設備利用率(availability)為:
         η=×100%=×100%=29.35%即補償后設備利用率提高了29.35%。
        在選用型號及截面相同的電纜(Cable)時,減少了線路損耗
       
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