無功補償在低壓配電網中的應用

來源：安科瑞電氣股份有限公司 2014年03月20日 13:58

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

一：引言

無功補償就是借助于無功補償設備提供必要的無功功率，以提高系統的功率因數，降低能耗，電網電壓質量。從電力網無功功率消耗的基本狀況可以看出，各級網絡和輸配電設備都要消耗一定數量的無功功率，尤以低壓配電網所占比重zui大。采用無功補償技術，提高低壓電網和用電設備的功率因數，已成為節電工作的一項重要措施⁽¹⁾。

二：影響功率因數的主要因素

異步電動機和電力變壓器是耗用無功功率的主要設備。異步電動機所耗用的無功功率是由其空載時的無功功率和一定負載下無功功率增加值兩部分所組成。變壓器消耗無功的主要成份是它的空載無功功率供電電壓超出規定范圍也會影響功率因數。所以要尋求一些行之的、能夠使低壓電力網功率因數提高的一些實用方法，使低壓網能夠實現無功的就地平衡，達到降損節能的效果^（²^）。

三、低壓配電網無功補償方法

提高功率因數的主要方法是采用低壓無功補償技術，我們通常采用的方法主要有三種：隨機補償、隨器補償、跟蹤補償⁽¹⁾。

(1) 隨機補償：將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝置與電機，同時投切的隨機補償適用于補償電動機的無功消耗，以補勵磁無功為主。而且配置方便靈活，不需頻繁調整補償容量。投資少、安裝簡便。

(2) 隨器補償：將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器二次側，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。它能地補償配變空載無功。限制農網無功基荷，使該部分無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低無功網損，是目前補償無功zui的手段之一。

(3)跟蹤補償：是指以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組補償在大用戶0.4KV母線上的補償方式。適用于100K V A以上的配變用戶，可以替代隨機、隨器兩種補償方式，補償效果好。

四、ARC功率因數控制器的選擇

安科瑞公司的ARC功率因數控制器嚴格按照DL/T597《低壓無功補償控制器訂貨技術條件》、JB/T9663《低壓無功功率自動補償控制器》等標準中規定的各項要求，依據低壓配電網跟蹤補償的需求和負荷特性。一般情況下，可從以下幾個方面對控制器進行選擇：

表1 產品應用

型號	負載要求	補償方式	投切開關	電容器	補償方案
ARC-6/J ARC-8/J ARC-10/J ARC-12/J ARC-6/R ARC-8/R ARC-10/R ARC-12/R	三相平衡負載；且無功量比較穩定，不需頻繁投切電容補償的用戶，	單負荷(大功率電機)就地補償和低壓配電柜集中補償	接觸器	自愈式電力電容	三相共補
ARC-12F-J ARC-16F-J	三相平衡負載；且無功量比較穩定，不需頻繁投切電容補償的用戶，	單負荷(大功率電機)就地補償和低壓配電柜集中補償	接觸器	自愈式電容	三相共補，分補
ARC-12F-J ARC-16F-J	三相平衡負載，或者三相不平衡負載，變動負荷、沖擊性負荷.	單負荷(大功率電機)就地補償和低壓配電柜集中補償	容性無觸點投切開關	自愈式電力電容	三相共補，分補

表2 產品選型

產品型號	功能選項表
	靜態輸出	動態輸出	過電壓	欠電壓	過電流	欠電流	溫度保護	斷相保護	諧波保護	通訊	編碼方式
ARC-6/J	√		√			√	√		√	√
ARC-6/R		√
ARC-8/J	√		√			√	√		√	√
ARC-8/R		√
ARC-10/J	√		√			√	√		√	√
ARC-10R		√
ARC-12/J	√		√			√	√		√	√
ARC-12/R		√
ARC-12F-J	√		√	√	√	√	可選	√	√	可選	√
ARC-12F-R		√
ARC-16F-J	√		√	√	√	√	可選	√	√	可選	√
ARC-16F-R		√

五、無功功率補償容量的選擇方法

無功補償容量以提高功率因數為主要目的時，補償容量的選擇分兩大類討論，即單負荷就地補償容量的選擇( 主要指電動機) 和多負荷補償容量的選擇( 指集中和局部分組補償) 。

5.1 單負荷就地補償容量的選擇

（1）美國資料推薦：Q c = ( 1/3) P e （額定容量的1/3）

（2）經驗系數法：由于電機數不同，按數大小確定經驗系數選擇容量比較接近實際需要的電容器，采用這種方法一般在70％負荷時，補后功率因數可在0.95 ～ 0.97之間。

表3 經驗系數法

5.2多負荷補償容量的選擇

多負荷補償容量的選擇是根據補償前后的功率因數來確定。無功補償容量 Qc 按下式選擇：

六、無功補償的效益

安科瑞公司的控制器在江陰某冶金股份有限公司低壓進線配電柜側進行了無功補償裝置的安裝調試，從安裝后測試結果看，平均降低電流40 ( A) ，電機功率因數從0.5提高到0.95，減少了公司內部低壓電網的消耗，每月電費從12000元/月，降低到8000元/月，達到了節電的目的。由于減少了電網無功功率的輸入，給該冶金公司帶來效益。

參考文獻：

[1]安科瑞電氣股份有限公司產品選型手冊2013.1版.

[2] 無功補償應用于低壓電網巾的選擇和意義山東省東營市市政廣場管理處艾天鵬

作者簡介：

徐霜，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為無功補償及有源濾波裝置的設計;: :

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