襄陽源創(chuàng)電氣有限公司小王告訴我們:在水泥廠最常用的無功功率補償方法有:變電站補償、隨機補償和隨器補償?shù)取?/div>
。1)變電站補償:補償裝置一般集中接在變電站10kV母線上,因此具有管理容易、維護方便等優(yōu)點,缺點是這種補償方式對10kV配電網(wǎng)的降損不起作用。
。2)隨機補償:將電容器組與電動機并接,通過控制、保護裝置與電動機同時投切的一種無功補償方式。隨機補償?shù)膬?yōu)點是用電設備運行時,無功補償裝置投入;用電設備停運時,補償裝置退出。更具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護簡單、事故率低的特點。適用于補償電動機的無功消耗,以補勵磁無功為主,可較好的限制配電網(wǎng)無功峰荷。年運行小時數(shù)在1000h以上的電動機采用隨機補償較其他補償方式更經(jīng)濟。
。3)隨器補償:將低壓電容器通過低壓熔斷器接在配電變壓器二次側(cè),以補償配電變壓器空載無功的補償方式。隨器補償?shù)膬?yōu)點是接線簡單,維護管理方便,能有效地補償配電變壓器空載無功,使該部分無功就地平衡,從而提高配電變壓器利用率,降低無功網(wǎng)損,是目前無功補償最有效的手段之一。缺點是由于配電變壓器的數(shù)量多、安裝地點分散,因此補償工作的投資比較大,運行維護工作量大。
一、“無功補償”電容器容量計算舉例
1.1 電容器的容量計算
電容器的補償容量,需根據(jù)配變?nèi)萘俊⒇摵扇萘、負荷性質(zhì)、三相電壓平衡度、自然功率因數(shù)、目標功率因數(shù)等背景參數(shù),經(jīng)過計算確定。
。1)對于35~110kV變電所中電容器裝置的總?cè)萘,按照無功功率就近平衡的原則,可按主變壓器容量的10%~30%考慮。并建議10kV側(cè)電容器組分組容量確定為2000、3000、6000kvar。
。2)對于普通負荷的公用變的0.4kV低壓補償,可按配變?nèi)萘康?0%~30%進行補償。
(3)當三相電壓不平衡時(如單相負荷較多),需考慮一定容量的分相補償。
。4)對于企業(yè)專用變壓器的0.4kV低壓補償,可按配變?nèi)萘康?0%~60%進行補償。
。5)當補償點處有諧波時,還要考慮串聯(lián)一定比率的電抗器,以構(gòu)成調(diào)諧支路,濾除線路上的高次諧波。
。6)當采用固定補償方式時,補償總?cè)萘繎x小些,避免線路輕載時出現(xiàn)過補,產(chǎn)生無功倒送。
。7)當采用自動補償方式時,補償總?cè)萘繎x大些,避免高峰負荷時出現(xiàn)欠補,造成力率過低。
(8)當電容器額定電壓與系統(tǒng)標稱電壓不相等時,補償容量≠安裝容量,裝機容量需進行修正。
1.2 隨機補償裝置電容器容量QC的計算公式
(1)按電動機的空載電流選擇
高壓電動機隨機裝置電容器容量計算:
以從電動機樣本中查取;③經(jīng)驗方法,對于大容量電動機,約為額定電流的20%~35%。對于小容量電動機,約為額定電流的35%~50%(計算后,應該取最小值,帶入計算)。
建議:兩種計算方法取得的QC值的結(jié)果可能并不一致,應采用較小的數(shù)值。
高壓電動機采用進相器實施無功補償,也是近年來應用比較多的一種隨機補償設備。
與電機定子側(cè)并聯(lián)電容器的補償方式有著本質(zhì)的區(qū)別。電容補償只是在電機之外的電網(wǎng)上對電機的無功進行補償,無法改善電機本身的運行狀況;而進相機裝置是串接在電機轉(zhuǎn)子回路中,不僅可顯著提高功率因數(shù),使電機定子電流約減少15%~20%左右,而且電機溫升明顯降低,電機的效率和過載能力有一定提高。
經(jīng)濟效果分析舉例
。1)顯著改善電壓質(zhì)量
從(3)式可以看出,越靠近線路末端裝設無功補償裝置效果越好。
。2)降低電能損耗
如輸送的有功P為定值,加裝無功補償設備后功率因數(shù)由cosΦ提高到cosΦ1,因為P=U×I×cosΦ,負荷電流I與cosΦ成反比,又由于P=I2R,線路的有功損失與電流I的平方成正比。當cosΦ升高,負荷電流I降低,即電流I降低,線路有功損耗就成倍降低。反之當負荷的功率因數(shù)從1降低到cosΦ時,電網(wǎng)元件中功率損耗將增加的百分數(shù)為ΔPL%,計算如下:
、郯惭b無功補償設備,可使發(fā)電機多發(fā)有功功率。系統(tǒng)采取無功補償后,使無功負荷降低,發(fā)電機就可少發(fā)無功,多發(fā)有功,充分達到銘牌出力。
。4)減少用戶電費支出
、倏梢员苊庖蚬β室驍(shù)低于規(guī)定值而受罰。
、诳梢詼p少用戶內(nèi)部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗,因而相應可以減少電費的支出。
三、應用說明
對于遠離配電中心、功率又比較大的低壓電動機采用無功功率就地補償,就是把電動機所需要的無功電流局限在電動機設備的終端,實現(xiàn)無功功率就地平衡,使得整個變配電網(wǎng)絡的功率因數(shù)都比較高,有效地減少輸配電線路的無功損耗。
同時,低壓電動機采用無功就地補償裝置,還有利于降低電動機起動電流,延長電動機與控制設備的使用壽命。低壓電動機起動頻繁或經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的場合,不宜采用就地補償。
電容器對電壓變化十分敏感,長時間過電壓會使電容器嚴重發(fā)熱,電容器的絕緣會加速老化,壽命縮短,甚至發(fā)生電擊穿或熱擊穿;電網(wǎng)電壓一般應低于電容器本身的額定電壓,長期工頻穩(wěn)態(tài)過電壓不得超過1.1倍額定電壓。因此,并聯(lián)電容器裝置必須能在1.05倍額定電壓下長期運行,并在一晝夜中,在最高不超過1.1倍額定電壓下允許運行時間不超過6h;當周圍空氣溫度24h平均最高值低于標準10℃時,電容器能在1.1倍額定電壓下長期運行。根據(jù)調(diào)查,部分水泥企業(yè)的低壓配電電壓經(jīng)常運行在420~430VAC之間,這對電容器的安全運行是十分不利的。同時,對電動機的節(jié)能經(jīng)濟運行也是十分不利的,建議加強這方面的管理工作。
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