配電變壓器無功補(bǔ)償容量配置方法

萬熾光

（東莞市新意念電氣安裝工程有限公司，廣東　東莞　523000）

配電變壓器無功補(bǔ)償容量配置方法

萬熾光

（東莞市新意念電氣安裝工程有限公司，廣東東莞523000）

2009年，我主持全虎門鎮(zhèn)公共變壓器的節(jié)能降耗工程，在實(shí)施節(jié)能降耗過程中，由于原有變壓器的無功補(bǔ)償裝置及電容運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)及部分機(jī)件失效、損壞，從而使電網(wǎng)無功功率過高，通過更換無功補(bǔ)償裝置及電容并取采動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方式進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗目的。

變壓器；節(jié)能降耗；無功補(bǔ)償

電網(wǎng)輸出的功率包括兩部分：一是有功功率，二是無功功率。直接消耗電能，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能、熱能、化學(xué)能或聲能，利用這些能作功，這部分功率稱為有功功率。沒有真正消耗電能，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(jìn)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(chǎng)占用的電能，電容器建立電場(chǎng)所占的電能。

研究資料表明，0.4kV的抵押配網(wǎng)無功損耗占110kV以下電網(wǎng)損耗的半數(shù)以上，因此配電變壓器無功補(bǔ)償?shù)闹攸c(diǎn)應(yīng)放在低壓配電網(wǎng)上，而且電力工作人員均形成了一個(gè)共識(shí)，即低壓配網(wǎng)的負(fù)荷構(gòu)成對(duì)象主要為家用電器和感性電動(dòng)機(jī)，因此，在無功補(bǔ)償時(shí)應(yīng)首先考慮到這類負(fù)荷的特點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，例如對(duì)家用電器和電動(dòng)機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)一般采取就地補(bǔ)償方式，對(duì)配電變壓器高壓側(cè)（380V）則進(jìn)行集中補(bǔ)償，所采用設(shè)備為微機(jī)控制的低壓并聯(lián)電容器柜等等。

1　常用的無功補(bǔ)償方式

1.1集中補(bǔ)償：在高低壓配電線路中安裝并聯(lián)電容器組；

1.2分組補(bǔ)償：在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器。

3　對(duì)專線用戶進(jìn)行補(bǔ)償

對(duì)專線用戶進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，由于該類用戶的負(fù)荷主要在線路末端聚集，線路上不接配變裝置，通常情況下補(bǔ)償所需容量計(jì)算公式為：

因此，專線用戶無功補(bǔ)償裝置通常情況下設(shè)置在線路末端，且安裝在降壓變壓器的低壓側(cè)，負(fù)荷所需無功電流由補(bǔ)償裝置供給。

4　對(duì)負(fù)荷分布較為均勻的線路（主要為10kV公用配電線路）進(jìn)行無功補(bǔ)償

對(duì)負(fù)荷分布較為均勻的線路（主要為10kV公用配電線路）進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，可在變電站10kV母線上裝載容量恒定的并聯(lián)電容器，其目的在于對(duì)主變壓器所吸收的無功電力進(jìn)行補(bǔ)償，同時(shí)還可根據(jù)線路長(zhǎng)短和負(fù)荷大小，在線路上裝設(shè)單組或3組電容器，電容器組均能自動(dòng)投切，提升無功補(bǔ)償?shù)撵`活性。

5　對(duì)負(fù)荷分布不均勻的線路（主要為10kV配電線路分支線）進(jìn)行無功補(bǔ)償

對(duì)負(fù)荷分布不均勻的線路（主要為10kV配電線路分支線）進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況，例如無功負(fù)荷分布，并聯(lián)電容器運(yùn)行等，將線路分為多個(gè)分段，依次分開補(bǔ)償。通常情況下，全線裝設(shè)的電容器組在3組以下，對(duì)無功補(bǔ)償電流進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需從末端線路開始往前推，原則上不讓本段無功負(fù)荷從前面的線路輸入。且線路電容器組與負(fù)荷分布均勻的線路相似，同樣需實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投切，避免低谷負(fù)荷時(shí)電壓偏高或補(bǔ)償過量。

6　配變裝置0.4kV低壓側(cè)補(bǔ)償

在目前10kV的送電系統(tǒng)中，通常是單條線路連接多臺(tái)甚至二三十臺(tái)容量大小不等的配變裝置，這些裝置所接的用戶較為分散，且所用容量較小，例如75kVA以下的變壓其占總變壓器的70％以上，且大部分變壓器每天有將近14個(gè)消失處于空載運(yùn)行狀態(tài)，少數(shù)變壓器在額定容量的30％左右運(yùn)行，若在用電高峰期，則會(huì)出現(xiàn)無功不平衡現(xiàn)象，對(duì)這種10kV供電系統(tǒng)，通常采取在母線上裝設(shè)集中補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)電容器組，但這種補(bǔ)償方式僅能增加母線與變壓器之間和上一級(jí)電壓等級(jí)線路的功率，而母線首端功率因素?zé)o法得到改變，因此，對(duì)10kV供電系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，應(yīng)選擇在配變裝飾0.4kV低壓側(cè)裝設(shè)低壓無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行分散補(bǔ)償。

目前0.4kV低壓側(cè)補(bǔ)償裝置的主要方式包括以下幾種：

6.1隨機(jī)補(bǔ)償。指將低壓電容器通過熔斷器與電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，通過電路控制，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)和保護(hù)裝置的同步投切；

6.2隨器補(bǔ)償。是指將低壓電容器通過熔斷器固定連接在配變裝置的低壓側(cè)，用來對(duì)變壓器勵(lì)磁和漏磁所產(chǎn)生的無功損耗進(jìn)行補(bǔ)償；

6.3跟蹤補(bǔ)償。是指以投切裝置為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組接在大用戶0.4kV母線上，該方式相當(dāng)于起到了隨器補(bǔ)償?shù)淖饔?，此外，可選取三組低壓電容器作為自動(dòng)或手動(dòng)投切裝置，對(duì)電網(wǎng)中變動(dòng)的無功負(fù)荷進(jìn)行隨時(shí)補(bǔ)償。

7　無功補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)效益分析

10kV線路補(bǔ)償量通常以公用變壓器裝接容量的10％來確定，若公用變壓器容量在70000kVA，則補(bǔ)償容量可定位7000kvar，無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量值可取為0.06，電容設(shè)備若按年運(yùn)行3000小時(shí)來計(jì)算，則每年可減少126萬千瓦時(shí)的電量損失，若以0.4元/度的價(jià)格來算，則每年有50多萬元的經(jīng)濟(jì)效益。

若在變壓器低壓側(cè)出口安裝無功補(bǔ)償設(shè)備，容量按變壓器容量25％計(jì)算，根據(jù)無功補(bǔ)償效果，低壓側(cè)補(bǔ)償無功當(dāng)量值可取為0.12，若對(duì)容量在100kVA或以上的公用變壓器進(jìn)行自動(dòng)投切裝置無功補(bǔ)償時(shí)，所需的補(bǔ)償容量為17500kVA，電容設(shè)備投入運(yùn)行若按4000小時(shí)計(jì)算，則每年可節(jié)省840萬千瓦時(shí)的電量，每年可獲得330萬元的經(jīng)濟(jì)效益，因此配變裝置補(bǔ)償?shù)墓?jié)能降損具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。但上述分析僅僅是從無功補(bǔ)償對(duì)功率因數(shù)的提高方面來計(jì)算效益，若從降低輸配電網(wǎng)電能損耗、節(jié)約電網(wǎng)建設(shè)投資、改善輸配電質(zhì)量等方面進(jìn)行優(yōu)化，則經(jīng)濟(jì)效益更為可觀。

TM714.3

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1003-5168（2015）-12-0110-1