探讨无功补偿在10kV变配电 0.4kV低压侧无功补偿方法和选配

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摘要：本文主要探讨了无功补偿在10kV变配电0.4kV 低压侧配电网络运行中的重要作用，并就其无功补偿方法和选配进行了简要分析，以降低网损的同时提高供电质量，促进0.4kV低压配电网无功补偿工作。对于相关领域科研工作者和同行业工作人员具有十分重要的参考意义。

关键词：无功补偿；低压侧无功补偿方法；选配 1引言

现阶段无功补偿技术已经在电力系统中得到了广泛的应用，如图1所示。因为其能解决的电能损耗问题，同时还可以提升设备使用寿命，保证电脑系统电力运输的稳定性，无功补偿技术包含可控饱和电抗器等，这些技术虽然有不多的表现，但是依然存在较大的问题，使用固定滤布器材需要安装晶闸管，这样便会增加线路复杂程度，导致电力运输情况变得异常复杂，同时还需要了解开关的位置，如果没能考虑到这些内容，很可能会影响到系统的正常运行。工作人员需要了解低压侧无功补偿的工作原理，因为不同电容器工作原理有所差异，所以在工作之前需要做好设计工作，否则会减少设备的使用寿命。

2 低压侧无功补偿方法 2.1用同步补偿器作无功补偿

根据对工厂供电系统无功补偿有效应用展开的大量实际调查研究能够发现，通过无功补偿能够将电力设备的功率因数有效提高，有以下两种有效的途径。

第一种叫做同步补偿器，在业界也被称为同步调相机，其本质是一个状态为空运行的同步电动机，当工作环境的工率因数为0.8~0.9超前，也就是过励磁运行状态下时，会将无功功率提供给电力系统，当工作环境处于欠励磁运行状态时，会将无功功率从电力系统中吸取出来。与此同时，由于同步电动机具有比较复杂的结构，内部带有启动控制设备，因此，对同步补偿器的维护工作具有较大的难度。并且，相比较于静电电容器，同步补偿器的成本投入比较大。除此之外，同步补偿器针对容量比较大的电动机功率因数提高效果比较明显，这一类电动机能够长时间保持较低的速度和不变的速度运行。另外，由于具有较小容量的同步补偿器不具备较高的经济性，因此，并不适合使用在工厂的供电系统中。 2.2用静电电容器作无功补偿

第二种叫做静电电容器，在业界也被称为移项电容器或者电力电容器，不仅具有超前电压容性电流相关特点，而且，还能与变压器、电动机结合产生的滞后电压感性电流相抵消。将经典电容器分别于用户对应的线路相关联，能够在很多程度上降低前端电网具有的务工电流，这样，就能有效补偿无功消耗的电能。与此同时，由于电容器在并联状态下对无功功率的补偿，在结构方面具有较高的简便性，在经济方面成本投入比较低，因此，能够被广泛运用在工厂供电系统中。根据对用静电电容器作无功补偿作用展开的大量实际调查研究能够知道，用静电电容器作无功补偿的方式主要有以下三种：

2.2.1个别补偿

个别补偿方式又被称为随机补偿方式，这是由于电容器能够连接电动机具有的引出线子端，并且彼此之间共同使用同一套开关设备。 2.2.2低压分组补偿

低压分组补偿主要是将电容器安置在工厂车间变电室和配电室的母线上，这样，能够将电容器利用率有效提升的同时，将电容器的总容量有效降低。与此同时，由于低压保护装置与低压开关装置的成本比较低，并且能够使自动控制有效实现，将配电变压器以及高压线路中产生的无功功率具有的无损程度有效降低，减少工厂车间主变压器的视在功率，致使主变压器选择容量较小的功率，但是无法减少低压线路的务工流动。此时，如果将分组补偿模式与个别补偿模式进行有效的结合，这样，就能够在配电箱以及低压用电设备附近，设置大部分无功补偿设备，这样的方式，能够使得到得到的补偿效果进一步提高，其中无功补偿模式见表1。

表1 无功补偿模式

2.2.3高压集中补偿

高压集中补偿主要指的是，在工厂车间总降压变电所的母线位置上装设电容器，一般情况下，会将电容器装设在低压侧6~10kV的母线位置上。高压集中补偿方式具有安装电容器方便、设备运行可靠性高、利用率比较充分的特点，但是使用投切电容器的保护装置以及开关设备具有较高的成本。虽然能够在一定程度上使安置在总降压变电所上的装置只能够将总降压变电所具有的符合能力增加以及使通过变电所前电力系统中的无功功率降低，保证变电所电压具有较高的质量，然而，对工厂内部配电网络具有的无功功率却无法降低，因此，在经济方面，高压集中补偿相比较低压分组补偿与个别补偿，具有的性价比更低。 3 10kV变配电0.4kV低压侧无功补偿选配 3.1补偿容量的计算

根据对工厂供电系统无功补偿的应用展开的大量实际调查研究能够发现，无功补偿对容量和分布也能起到巨大的作用，在无功补偿对容量补偿进行计算的过程中，应该将电力系统设备具有的最大负荷作为计算依据，在此基础上，运用对应的计算方法得到补偿容量的具体数值。一般情况下，以工厂车间该年最大负荷月的平均无功功率以及有功功率为计算标准。

其中：PDZ-该工厂车间最大负荷月的平均有功功率；QDZ-该工厂车间最大负荷月的平均无功功率；tg-有功补偿和无功补偿前后平均工率具有的工功率角。 3.2补偿容量的合理分析

当总补偿容量的数据确定以后，如果运用分组补偿的方式则需要注意，还要对如何分配补偿容量相关的问题进行考虑，其中，各个支路中并联电容器的分配原则，应该按照最小能量损耗的原则以及功率损耗最小的原则。与此同时，针对各个配电馈线而言，在并联回路中，如果将负荷电流以电阻的大小进行计算，并按照反比进行分配，此时功率具有的损耗值最小。假设各个配电馈线具有的无功负荷分别为Q1，Q2，Q3…Qn，各个配电馈线具有的无功补偿分别为Qc1，Qc2，Qc3…Qcn，各个配电馈线计算出的电阻数值分别为r1、r2、r3…rn，因此，总并联电阻的计算公式为：

在此基础上， 以计算电阻成反比例分布时与各支路在补偿后具有的无功功率之间损耗最小原则为依据， 可以得到以下等式关系：

根据上式等式关系可知：

3.3电压调节

根据对无功补偿展开的大量实际调查研究能够发现，通过对无功补偿的合理利用，不仅能够将工厂电力系统的功率因数有效提升，还能将供电线路承受的双电压损失有效减少，将工厂供电系统具有的电压质量有效提高。与此同时，由于电容器输出电压的平方数与输出的无功功率数之间呈正比关系，比如，当电容器的电压提升1%时，无功补偿设备给出的无功功率将会增加2%，此时，电压在无功设备容量增加的情况下会进一步提升。反之，当电网的电压数值明显下降时，无功补偿设备具有的无功输出就会明显降低，导致电网的整体电压呈现明显降低状态。此时，供电系统具有的电压波动范围在-10%~+10%之间，因此，无功补偿设备应该在变压器的调压配合下才能保证电压质量。 4 某工厂0.4kV 低压配电无功补偿方案

工厂主要电气设备：2台金属冷加工机床，2台金属热加工机床，8台生产风扇，2台通风机，1台压缩机，1台制冷机组，3台普通焊接机，3台缝焊机，1台硅电镀整流器，2台车间吊车和其他照明负载。采用跟踪补偿方式，补偿电容器组与0.4kV母线并联，对低压电气负载进行无功补偿。补偿前，视在功率为305.1kVA，功率因数仅为0.68。它采用无功补偿装置进行无功补偿，补偿量为170kVar，补偿后视在功率为213.4kVA，功率因数达到0.97。可以看出，无功补偿可以在减小视在功率的同时提高功率因数和供电质量，减少初始投资，降低成本，有利于后续的发展。 5结束语

综上所述，通过以上针对工厂供电系统无功补偿的分析及应用，展开的系统性分析，我们能够更加充分的了解，作为判断一个企业是否具有较高经济效益的重要指标，功率因数的高低具有至关重要的作用。这样，才能使工厂电力系统有功输出能力提高，保证各种电力设备的容量得到充分利用，将无功损耗和功率损耗逐渐减少，最终，为工厂电力系统提高供电质量、减少电能消耗目标的实现奠定基础。 参考文献：

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