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无功补偿有哪些问题你还不知道?

《并联电容器装置设计规范》GB50227-2017 对电容器装置提出了以下要求:

低压并联电容器装置宜装设下列配套元件:第4.2.9条,低压并联电容器装置宜装设下列配套元件:

1)总回路刀开关和分回路投切器件;

2)操作过电压保护用避雷器;

3)短路保护用熔断器;

4)过载保护器件;

5)限流线圈;

6)放电器件;

7)谐波含量超限保护、自动投切控制器、保护元件、信号和测量表计等配套器件。

投切开关选择:第5.3.2条,并联电容器装置总回路中的断路器,应具有切除所连接的全部电容器组和开断总回路短路电流的能力。分组回路可采用不承担开断短路电流的开关设备。

熔断器的选择: 第5.4.1条 用于单台电容器保护的熔断器选型时,应采用电容器专用熔断器;第5.4.2条 用于单台电容器保护的外熔断器的熔丝额定电流,可按电容器额定电流的1.37倍~1.50倍选择。

电抗率选择:第5.5.2 条,串联电抗器电抗率选择,应根据电网条件与电容器参数经相关计算分析确定,电抗率取值范围应符合下列规定:

1)仅用于限制涌流时,电抗率宜取0.1%~1%

2)用于抑制谐波时,电抗率应根据并联电容器装置接入电网处的背景谐波含量的测量值选择。当谐波为5次及以上时,电抗率宜取5%;当谐波为3次及以上时,电抗率宜取12%,亦可采用5%12%两种电抗率混装方式。

合闸涌流限值:第5.5.3条,并联电容器装置的合闸涌流限值,宜取电容器组额定电流的20倍;

串联电抗器的额定电压:第5.5.4条,串联电抗器的额定电压和绝缘水平,应符合接入处的电网电压要求。

串联电抗器的额定电流:第5.5.5条,串联电抗器的额定电流应等于所连接的并联电容器组的额定电流,其允许过电流不应小于并联电容器组的最大过电流值。

导体:第5.1.3条,并联电容器装置总回路和分组回路的电器导体选择时,回路工作电流应按稳态过电流最大值确定;第5.8.1条,单台电容器至母线或熔断器的连接线应采用软导线,其长期允许电流不宜小于单台电容器额定电流的1.5倍。

接地:第6.1.8 条,电容器组的电容器外壳直接接地时,宜装设电容器组接地保护。

保护:第6.1.10条,低压并联电容器装置,应有短路保护、过电流保护、过电压保护和失压保护,并宜装设谐波超值保护。

并联电容器组与配套设备连接方式典型图



二、无功补偿的计算与分组

1. 无功补偿容量,宜按无功功率曲线或按以下公式确定:

QC=P(tanφ1- tanφ2)=KCP

QC——无功补偿容量(kvar);

P——用电设备的计算有功功率(kW);

KC——无功补偿系数;

tanΦ1——补偿前用电设备自然功率因数的正切值;

tanΦ2——补偿后用电设备功率因数的正切值,取cosΦ2不小于0.9值。

2..基本无功补偿容量,应符合以下表达式的要求:

QCmin< PmintanΦ1min

QCmin——基本无功补偿容量(kvar);

Pmin——用电设备最小负荷时的有功功率(kW);

tanΦ1min——用电设备在最小负荷下,补偿前功率因数的正切值;

3.不同电压等级的电容器补偿容量的计算:

电容器额定电压UC,U0为电网额定电压。目前,电容器产品UC主要有400V、420V、450V,UC越高,电容安全性越高,使用寿命也就越长。而额定电压高(UC)的电容用于低于其电压(U0)时,电容器会降容的,由于电容器额定电压高,为不影响补偿量,补偿容量相对提高为QC1=KCP(UC/U0)

4.无功补偿组的选择原则:单组容量一般在10~30kvar间选择,如果总补偿容量很大,可以考虑增加单组容量;不主张过大的单组容量主要是考虑减小其投切时对系统电压的冲击,而且控制回路超过12级的无功补偿控制器也比较少。

5.投切方式:投切方式中最常见的是等容量循环投切,这种方式的好处是每个支路投入时间基本相当,寿命周期一致,不至于过早造成某支路损坏。

6.串接电抗器引起电压及无功功率的变化:

1)为了限制投切和运行过程中的浪涌(谐波),电容器回路中需串接电抗器,串联电抗率为X%的电抗后,电压升高至UC1=UC/(1-X%),电容量增加至QC=QC/(1- X%)2。

2)补偿电容器回路中串联电抗虽然增大了无功补偿容量,但变化不大,在设计中可以不考虑串联电抗引起的无功补偿的变化,况且电容器的功率在使用过程中也会不断衰减。


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