过补偿对用电设备的危害及无功补偿容量的计算

1、 TREND过补偿对用电设备的危害及无功补偿容量的计算陈 萍(宁夏固原供电局,宁夏固原756000摘 要 适量的无功补偿能够提高电网的经济运行水平,能让客户得到实惠,但是过补偿却影响着用电设备的正常运行,并缩短其使用寿命,同时又提高客户电费成本 。 因此采取合理的算法,才能安装合适的补偿容量,实现客户与供电企业双赢 。 关键词 过补偿;补偿容量计算 1过补偿对用电设备的危害合适数量的无功补偿能够降低线损,提高电网运行水平,还能让 客户得到实惠,可是无功补偿并非补偿越多越好 。 由于输配电设备和负 载本身均有一定的电 (磁 阻,在无功功率转换与传递过程中,无功电 流将通过这些电阻,从而产生功率损

2、耗 。单台异步电动机装有就地补偿电容器时 , 若电动机突然与电源断开 , 电容器将对电动机放电而产生自励磁现象,如果补偿容量过大,可能因 电动机惯性转动而产生过电压,导致电动机损坏 。 因为当实际运行电压 与电容器额定电压不一致时,电容器的实际补偿容量 Q=(电容器实际 工作电压 电容器的额定电压 2电容器的额定补偿容量 。 如果出现 过补偿,供电电压升高,会使补偿容量进一步增大,反过来又使电压再 升高 。 而电压升高会导致变压器 、 电动机 、 电容器等用电设备损耗增 大,影响其使用寿命 。 例如交流电动机,实际工作电压不能超过额定电 压的 +5%,长时间的高电压运行将会影响电动机的绝缘性能

3、,缩短其 使用寿命;白炽灯,当实际工作电压升高额定电压的 +5%时,寿命将 缩短 50%,甚至更高 。补偿容量偏大,电容器自愈加强,容量损失加快,提早使电容器 实效,甚至带来一系列不该发生的问题 。 如遇到过补偿情况,有产生谐 振危险的可能 。2几种无功补偿容量的计算方法2.1利用用电负荷及补偿前和要求补偿提高后的功率因数值计算 所需的补偿容量 Q=P(tg 1-tg 2 或者 Q=P(1-tg 2/tg1 式中 P 最大负荷月的平均有功负荷 KW ; tg 1 补偿前 cos 1的正切值; tg 2 补偿后要求达到的 cos 2正切值 。2.2利用有功和无功电能表计的指示数计算 1 按照两次

4、抄表的抄见指示数计算客户 P 1、 Q 1、 S 1及 cos 1。 2 计算补偿前平均负荷电流 I 1=S 1/(UL ,式中 U L 线路额定线 电压, KV 。3 计算补偿前线路平均无功电流分量 I 1Q=I1sin 1;4 按照 cos 2为功率因数考核标准计算补偿后负荷电流 I 2=P 1/(U L cos 2 ;5 计算补偿后的无功电流分量 I 2Q=I 2sin 2; 6 求出需要补偿的无功电流 IC=I1Q -I 2Q ; 7 按需要补偿的无功电流确定补偿容量 QC=U L IC 。 某一新增客户如下表一:由上表分析,该户反无功电量大于正无功电量 (5月除外 ,无功 倒送情况严

5、重,大大增加客户电费成本支出 。 随后客户根据负荷升降情 况随时投切补偿装置 。如下表二:由上表分析,客户根据负荷升降情况随时投切补偿装置,在 8、 9、 10月用电量较小时,投入较少无功补偿容量,功率因数就达到要求; 当 11月份的用电量突增时未使用补偿装置,功率因数只有 0.56。本人测算其负荷高峰时的自然 cos 为 0.54。 通过对最大负荷月 的日用电量进行实抄,画出负荷曲线,确定最大负荷月的平均有功负荷 为 71KW ; cos 1=0.54的 tg 1为 1.56; cos 2=0.90的 tg 2为 0.48。 采用第一种算法,计算出补偿容量 Q=76.68(Kvar 。 按电

6、容每 个 16千乏计,约 5块 。 采用第二种算法,以某负荷日抄见电量为例:1 计算出 P 1=71KW 、 Q 1=107Kvar 、 S 1=128.41KVA 及 cos 1=0.55、 sin 1=0.83; 2 计算 I 1=195.11(A ; I 1Q=161.94(A ; 3 按照 cos 2=0.85(sin 2=0.53 ,计算 I 2=126.91(A ; 4 计算 I 2Q=67.26(A ; I C =94.68(A ; 5 算出 QC=62.32(Kvar 。按电容每个 16千乏计,约 4块 。 两种计算方法不同在于 cos 2标准不同 。 本人认为并联电容器的容量

7、是按正常供电情况设计的,并有 适当裕量,两种方法都可取,但对于近年有负荷大增意向的客户第一种 较为合适,对于负荷平稳发展的客户第二种较为合适 。2.3还有两种方法,结果仅供参考一是无功补偿电容容量为客户变压器容量的 1/3,客户变压器容量 为 250KVA ,则补偿容量 =83.33Kvar,该算法的结果较上两种偏大; 或者补偿容量为变压器容量的 20%40%,照明负荷较大时偏向 20%, 电动机负荷较大时偏向 40%。 电动机负荷较大,则补偿容量在 80-100Kvar 之间,这种算法的结果也偏大 。 原因都是最初设计时考虑该 户近年有负荷大增意向,选择变压器容量比实际所需容量大,这也是该

8、方法不可取之处 。 二是根据异步电动机的功率因数计算得出电动机容量 在 7.35KW 以上时,补偿容量 QC1=0.612PN。 对于荧光灯等带有电 感性整流器的设备补偿容量 QC2=1.5PN 。 例如两台 30KW 的电动机, QC1=36.72Kvar 。 其他用电设备容量合计为 25KW ,补偿容量 QC2=37.5(Kvar ,合计 74.22(Kvar 。 与上两种算法结果较接近 。3结语综上所述,我们在接到客户的报装申请时,应详细了解客户的负 荷情况,全面掌握客户用电设备的铭牌参数 、 负荷性质 、 负载水平,运 行操作情况及安装位置,选择合适的计算公式,采取合理的计算方法, 对求得的初步容量进行技术分析,对照并联电容器规格,再确定最终安 装容量,使之达到能根据 cos 的变化自动投切