淺談智能電容器在低壓配電網(wǎng)末端的應(yīng)用

更新時間：2020-10-07

技術(shù)文章

淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定201801

摘要：電容器優(yōu)化配置和投切是配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的一項重要內(nèi)容。電容器優(yōu)化配置，側(cè)重對電容器優(yōu)化投切的各種算法進(jìn)行了詳細(xì)評述，分析了各種算法的特點及存在的問題，以促進(jìn)該研究領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電容器；配電網(wǎng) ；算法

引言

無功補(bǔ)償，在電力中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，無功補(bǔ)償可以降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補(bǔ) 償裝置在電力中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理地選擇補(bǔ)償裝置，可以做到減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成，電壓波動，諧波等諸多因素。

1、無功功率的形成

交流電在通過純電阻的時候，電能都轉(zhuǎn)成了熱能，而在通過純?nèi)菪曰蛘呒兏行?負(fù)載的時候，并不做功，也就是說沒有消耗電能，即為無功功率，當(dāng)然實際負(fù)載，不可能為純?nèi)菪载?fù)載或者純感性負(fù)載，一般都是混合性負(fù)載，這樣電流在通過它們的時候，就有部分電能不做功，就是無功功率，此時的功率因數(shù)小于 1，為了提高電能的利用率，就要進(jìn)行無功補(bǔ)償。

2、采用無功補(bǔ)償提高功率因數(shù)的作用

一，提高供電設(shè)備的利用率。在供電設(shè)備視在功率 S 一定的情況下，功率因數(shù) COSΦ 越大，該供電設(shè)備可以帶更多的有功負(fù)載（P=S*COSΦ）。

二，提高輸電效率。當(dāng)有功負(fù)載（P）一定時，因為（P ＝ UI*COSΦ），電壓 U不變化，COSΦ 越大，則電流 I 越小，電流I 在線路中的損耗就越小。

三，改善供電質(zhì)量。電流 I 越小，線路中電壓損耗就越小，線路末端電壓就可以得到更好的保證。

四，提高輸電安全。電流 I 小，線路發(fā)熱降低，提高輸電線路的安全。

3、補(bǔ)償容量的選擇

對于用量每分鐘 1500 轉(zhuǎn)和 3000轉(zhuǎn)的電機(jī)用額定容量（kW）30 士 0.5（kvar)的估算方法，可迅速簡便地求出所需補(bǔ)償電容的容量。以 30kW 電機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)，如果電機(jī)容量小于 30kW 的每臺增加 0.5kvar。容量大于 30kW 的每臺就減少 0.5kvar。

一般農(nóng)村配電網(wǎng)中的電容容量的速算法：

電動機(jī)：隨機(jī)補(bǔ)償——Qc=（0.95-0.98）√ 3IoUn

Io——電動機(jī)的勵磁電流；Un——電動機(jī)的額定電壓。

對于排灌用普通電動機(jī)：隨機(jī)補(bǔ)償——Qc=（0.5-0.6）Pn

Pn——排灌電動機(jī)額定有功功率。

4、配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)囊话惴椒?/strong>

低壓無功補(bǔ)償我們通常采用的方法主要有三種：隨機(jī)補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償和跟蹤補(bǔ)償。下面簡單介紹這三種補(bǔ)償方式的適用范圍及使用該種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點。

1），隨機(jī)補(bǔ)償。隨機(jī)補(bǔ)償就是根據(jù)個別用電設(shè)備對無功的需要量將單臺或多臺低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接，它與用電設(shè)備共用一套斷路器。通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償個別大容量且連續(xù)運(yùn)行（如大中型異步電動機(jī)）的無功消耗，以補(bǔ)勵磁無功為主。此種方式可較好地限制農(nóng)網(wǎng)無功峰荷。

隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點是：用電設(shè)備運(yùn)行時，無功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)時，補(bǔ)償設(shè) 備也退出，不會造成無功倒送，而且不需頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡單、事故率低等優(yōu)點。

2），隨器補(bǔ)償。隨器補(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓開關(guān)接在配電變壓器二次側(cè)，以無功補(bǔ)償配電變壓器空載無功的補(bǔ)償方式。配變在輕載或空載時的無功負(fù) 荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配變空載無功是農(nóng)網(wǎng)無功負(fù)荷的主要部分，對于輕負(fù)載的配變而言，這部分損耗占供電量的比例很大，從而導(dǎo)致電費(fèi)單價的增加，不利于電費(fèi)的同網(wǎng)同價。

隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點：接線簡單、維護(hù)管理方便、能有效地補(bǔ)償配變空載無功，限制農(nóng)網(wǎng)無功基荷，使該部分無功就地平衡，

從而提高配變利用率，降低無功網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前無功補(bǔ)償中常用的手段之一。

3），跟蹤補(bǔ)償。跟蹤補(bǔ)償是指以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶 0.4kV 母線上的補(bǔ)償方式。適用于 100kVA 以上的配電用戶，可以替代隨機(jī)、隨器兩種補(bǔ)償方式，補(bǔ)償效果好。

跟蹤補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點是運(yùn)行方式靈活，運(yùn)行維護(hù)工作量小，比前兩種補(bǔ)償方式壽命相對延長、運(yùn)行更可靠。但缺點是控制保護(hù)裝置復(fù)雜、首期投資相對較大。但當(dāng)這三種補(bǔ)償方式的經(jīng)濟(jì)性接近時，應(yīng)優(yōu)先選用跟蹤補(bǔ)償方式。

5安科瑞AZC/AZCL智能集成式電容器介紹

5.1產(chǎn)品概述

AZC/AZCL系列智能電容器是應(yīng)用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節(jié)省能源、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量的新一代無功補(bǔ)償設(shè)備。它由智能測控單元，晶閘管復(fù)合開關(guān)電路，線路保護(hù)單元，兩臺共補(bǔ)或一臺分補(bǔ)低壓電力電容器構(gòu)成。可替代常規(guī)由熔絲、復(fù)合開關(guān)或機(jī)械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導(dǎo)線連接而組成的自動無功補(bǔ)償裝置。具有體積更小，功耗更低，維護(hù)方便，使用壽命長，可靠性高的特點，適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)對無功補(bǔ)償?shù)母咭蟆?/p>

AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數(shù)、頻率、電容器路數(shù)及投切狀態(tài)、有功功率、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內(nèi)部晶閘管復(fù)合開關(guān)電路，自動尋找投入（切除）點，實現(xiàn)過零投切，具有過壓保護(hù)、缺相保護(hù)、過諧保護(hù)、過溫保護(hù)等保護(hù)功能。

5.2產(chǎn)品選型

AZC系列智能電容器選型：