(3)GB50052—95《供配电设计规范》第5.03及5.0.10规定。
(4)国外用电委员会法规与专业学报均有类似规定与刊载。
4.2 电容补偿方式的选择
采用并联电容器作为人工无功补偿,为了尽量减少线损和电压损失,宜就地平衡,即低压部分的无功宜由低压电容器补偿,高压部分的无功宜由高压电容器补偿。对于容量较大,负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率,宜就地补偿。补偿基本无功的电容器组宜在配变电所内集中补偿,在有工业生产机械化自动化程度高的流水线、大容量机组的场所,宜分散补偿。
4.3 电容器组投切方式的选择
电容器组投切方式分手动和自动两种。
对于补偿低压基本无功及常年稳定和投切次数少的高压电容器组,宜采用手动投切;为避免过补偿或轻载时电压过高,易造成设备损坏的,宜采用自动投切。高、低压补偿效果相同时,宜采用低压自动补偿装置。
4.4 无功自动补偿的调节方式
以节能为主者,采用无功功率参数调节;当三相平衡时,也可采用功率因数参数调节;为改善电压偏差为主者,应按电压参数调节;无功功率随时间稳定变化者,按时间参数调节。
5 电容补偿容量的选定
5.1 集中补偿容量确定
先进行负荷计算,确定有功功率P30和无功功率Q30,补偿前自然功率因数为cosφ1,要补偿到的功率因数为cosφ2。则
QC=αP30(tgφ1-tgφ2)
α为平均负荷因数。
5.2 电动机就地补偿电容器容量确定
就地补偿电容器容量选择的主要参数是励磁电流,因为不使电容器造成自励是选用电容器容量的必要条件。负载率越低,功率因数越低;极数愈多,功率因数越低;容量愈小,功率因数越低。但由于无功功率主要消耗在励磁电流上,随负载率变化不大,因此应主要考虑电动机容量和极数这两个参数,才能得到最佳补偿效果。可用式(4)计算。
6 结合工程实例谈电容补偿的应用
以某大型项目中能源中心为例,该项目设备装机容量约为21000多千瓦,其中高压电动机设备容量为5400多千瓦,其他低压设备容量为5000多千瓦。供电电源的电压等级为10kV。本着“节能、高效”的方针,初次尝试了采用燃汽轮机发电机组自发电,冷、热、电三联供,做到汽电共生,实现能源综合利用。经过经济分析,采用10kV作为高压电动机的供电电压等级,投资较省,同时亦减少变电环节,也就减少了故障点。根据负荷计算,共采用六路10kV电源,分别对高压电动机直配。
在这个项目中,高压电动机主要用于空调系统中的中央空调机组,以及主机的外部设备——冷冻水循环泵和冷却水循环泵多台设备。这些设备单机容量很大,离心机组单机最大达2810kW(共5台),小的870kW(共4台),冷冻水循环泵单机560kW(共9台),冷冻水循环泵单机亦有380kW(共3台),自然功率因数在0.8左右。如果在10kV配电室集中补偿电容,不采用高压无功自动补偿的话,如此大容量的电动机起、停会使10kV侧功率因数不稳定,有可能造成过补偿,引起系统电压升高。同时,从配电室至冷冻机房高压电动机的线路最近50m,最远140m,线路损耗相当可观,综合考虑到高压自动补偿元件、技术、价格均要求高,因此采用高压电容器就地补偿,与电动机同时投切。高压电容器组放置在电动机附近。这些电动机采用自耦降压起动方式,高压就地补偿装置以并联电容器为主体,采用熔断器做保护,装设避雷器用于过电压保护,串联电抗器抑制涌流和谐波。这样做,不仅提高了电动机的功率因数,降低了线路损耗,同时释放了系统容量,缩小了馈电电缆的截面,节约了投资。
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