1、概況

某金礦一車間變配電室供電系統(tǒng)為6kV供電，其中容量為1600kV?A的6/0。4kV變壓器一臺，變壓器的負載率在65%左右，主要負載為交流電動機(感性負載)和部分變頻器(諧波性負載)，總體的功率因數(shù)在0。75左右。為了提高功率因數(shù)，減少不必要的電費支出，根據(jù)電網(wǎng)參數(shù)，設(shè)計了一臺自動投切的低壓無功動態(tài)補償裝置，通過該裝置投入使用，節(jié)能效果很好，減少了電費支出。

2、無功補償的設(shè)計

　　2．1設(shè)計理論計算

　　根據(jù)變壓器的容量、負載情況、負載率及補償前的功率因數(shù)等參數(shù)來確定采用就地集中補償?shù)姆桨篙^合適。

　　2．2補償裝置元件的選用

　　2．2．1補償電容器

　　采用KYLBC0.45式電力濾波電容器，采用△聯(lián)結(jié)，內(nèi)部有并聯(lián)放電電阻，該產(chǎn)品性能可靠，壽命長，具防燃、防爆等特點。

　　2．2．2無功補償

　　采用KYWK2000抗諧波無功補償，適用于低壓配電系統(tǒng)電容器補償裝置的自動調(diào)節(jié)，使功率因數(shù)達到用戶預(yù)定狀態(tài)，提高電力變壓器的利用效率，減少線損，改善供電的電質(zhì)量。

　　2．2．3主開關(guān)、支路熔斷器及電容投切開關(guān)

　　主開關(guān)選用帶熔斷器的刀開關(guān)，穩(wěn)態(tài)電流容量為無功補償電容器投入時總電流的1。43～1。55倍，支路熔斷器的選擇按照電容器額定電流的1。43～1。55倍。電容投切開關(guān)選用KYKCS無功動補調(diào)節(jié)器是一種能夠?qū)﹄娏Σ⒙?lián)電容器進行快速投切的電子型無觸點功率器件模塊，其電氣結(jié)構(gòu)主要由大功率反并聯(lián)晶閘管模塊，隔離電路，觸發(fā)電路，同步電路、保護電路及驅(qū)動電路組成，控制邏輯電壓0V（截止），12V（導(dǎo)通）。同時本調(diào)節(jié)器的控制電路與控制器的控制信號采用光耦隔離以避免相互干擾。本開關(guān)具有安裝簡單，維護方便，響應(yīng)速度快，投切無涌流，工作無噪音，運行穩(wěn)定可靠，缺相保護等特點。是無功功率動態(tài)補償裝置用投切電容器組的理想器件。

2．2．4電抗器

電抗器選用KY-Dr濾波電抗器用于低壓濾波柜中，與濾波電容器相串聯(lián)，調(diào)諧至某一諧振頻率，用來吸收電網(wǎng)中相應(yīng)頻率的諧波電流。低壓電網(wǎng)中有大量整流、變流、變頻裝置等諧波源，其產(chǎn)生的高次諧波會嚴重危害主變及系統(tǒng)中其它電器設(shè)備的**運行。濾波電抗器與電容器相串聯(lián)后，不但能有效地吸收電網(wǎng)諧波，而且提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，對于系統(tǒng)的**運行起到了較大的作用。

3補償裝置應(yīng)用后的節(jié)能效益

　　(1)采用無功補償后，為用電負載提供了近100%的無功功率。因幾乎所有的負載都是感性負載，感性負載運行時需要大量的無功功率。無功補償裝置這時就能提供感性負載所需要交換的無功功率，因此，電網(wǎng)的功率因數(shù)就得到了極大的提高，并由此帶來了一系列的節(jié)能效果。

　　(2)提高了供配電設(shè)備的供電能力。供配電設(shè)備的供電能力主要由線路輸出能力和配電變壓器的容量來決定的，對于一定容量的用電負載，當(dāng)其有功功率為一定值時，功率因數(shù)越低，需要提供的電流越大;進行無功補償后，負荷需要的無功部分由補償電容器來提供，線路和變壓器只需要提供有功功率即可，因此線路和變壓器上的電流大大的降低，可以滿足更多的負荷需求，相對來說也就提高了供配電設(shè)備的供電能力。

　　(3)降低了配電變壓器及線路的損耗。根據(jù)以上的量性分析和實際情況，由于供電線路和變壓器的電流降低，變壓器與線路上的損耗與電流的平方成正比，因此電流減少，損耗也就大大減少了。

　　(4)提高了供電末端的電壓質(zhì)量。供電線路上的電壓損耗量是與其通過的電流成正比的，補償后的線路上的電流明顯減少，線路上的電壓損耗也就大大降低，提高了原先電壓較低的供電末端電壓，因此提高了供電末端的電壓質(zhì)量。

　　(5)減少電費開支。安裝低壓無功補償裝置后，降低了供電線路和變壓器的有功功率損耗，提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)。

4、注意事項

　　4．1補償方式的選擇

　　低壓無功補償裝置的方式主要有集中補償、分散補償、就地補償及混合補償，要根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的情況來確定，每種補償都有自己的優(yōu)缺點，需綜合考慮以確定補償方式。

　　4．2無功補償容量的確定

根據(jù)負載情況和負載特性來確定比較可行。通過負載和補償前的功率因數(shù)及變壓器的容量，通過理論計算來確定補償電容器的容量比較科學(xué)，選擇補償容量過大，造成補償裝置的浪費;過少，補償裝置的意義就沒有發(fā)揮出來，所以，補償裝置容量的確定是十分重要的。

　　4．3目標(biāo)功率因數(shù)的確定

　　供電部門對功率因數(shù)的要**大于0。9，為了發(fā)揮無功補償裝置的*大效益和資金投入的問題，選取功率因數(shù)在0。95的比較合理，但考慮到變壓器和輸電線路所消耗的無功功率仍由電網(wǎng)提供，因此目標(biāo)功率因數(shù)一般確定為O。96，這樣，就能充分發(fā)揮無功補償裝置的節(jié)能效益，并且還可得到供電部門的電費獎勵。

　　4．4高次諧波的問題

　　電網(wǎng)中大量的非線性負載的使用產(chǎn)生了大量的諧波并在電網(wǎng)中流動，而諧波是無功補償電容的大敵，甚至將造成電容器過載，引起切換電容開關(guān)損壞，所以由接觸器投切電容改為無觸點的晶閘管來投切電容比較好，可減少電容投切時對電網(wǎng)的沖擊，減少事故發(fā)生率。如果負載是比較單一穩(wěn)定的感性負載，可不裝電抗器。這樣可減少補償裝置的資金投入，如負載中有大量的變頻設(shè)備等，就要加裝電抗器來抑制諧波，防止因諧波引起的各種故障。

5、結(jié)束語

　　安裝無功補償是提高供電電網(wǎng)功率因數(shù)，減少供配電設(shè)備及輸電線路有功電能損耗的有效節(jié)能措施。補償裝置的安裝，給企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟效益和社會效益，是值得推廣的一種節(jié)能有效措施。