无功补偿的相关材料.docx

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无功补偿的相关材料

无功补偿相关材料汇总

一、装设无功补偿的优点

1.降低电网运行电流

2.提高电网功率因数

3.降低导线及变压器损耗P损=I2×R线路

4.增加变压器使用裕度可以让更多的电流通过变压器

5.提高电网电压U末端=U始端-ΔU

ΔU=I×Z线路

降低电费的案例：

某企业，2014年12月份按实际供售电量情况进行分析。

该企业12月份，有功供电量152万kw·h，无功供电量168万kvar·h，功率因数0.67，损耗电量19万kw·h，线损率12%。

装设电容器进行无功补偿后，如功率因数由原来

的0.67提高到0.95时，

（1）可降低的线路损耗：

（2）减少线损率：

12%×50%=6%

（3）减少损耗电量：

152×6%=9.12万kw·h

（4）按照购电价0.2元/kw·h计算，可减少购电费1.824万元

其中，可能会影响到实际电费节约量的因素有：

负载的变化、功率因数的考核标准、奖罚比例、功率因数评论值、考核点等。

二、电力系统的三大公害：

1、功率因数降低

2、谐波

3、电磁干扰

四、谐波的定义：

电力系统中除基本波（50/60Hz）外，任一周期性之讯号。

谐波的种类：

奇次谐波:

3rd，5th，7th，

偶次谐波:

2nd，4th，6th，

整数谐波:

2nd，3rd，4th，

非整数谐波:

2.3th，5.6th，

次级谐波:

<1之谐波

•谐波的来源：

–主要来源：

非线性负载装置

–变频调速装置、不间断电源UPS、变频器、整流器。

–电子式照明设备，计算机等办公设备。

–

五、谐波的危害

低压系统中，谐波主要影响的是电流

1、对变压器的危害：

谐波会造成变压器的铜损与漏磁损。

铁损，同时也会加剧变压器的机械噪音与温升；

2、对于电力电缆的影响：

会导致电缆因过载导致过热，破坏绝缘，并加剧电缆的集肤效应。

3、对电动机的影响：

谐波电流会导致电动机的铜损，谐波电压会导致电动机的铁损，同时也会影响电动机的机械效率与转矩。

其中正序谐波会增加电动机的转速与转矩，造成电动机抖动，负序谐波会减低电动机的转速与转矩，同时也会造成电动机的抖动。

4、对控制系统的影响：

导致电压过零点偏移，改变线电压的位置点，从而导致信号采集不准确，控制器判断失误进而失灵。

5、对于通讯的影响：

谐波会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量；重者导致住处丢失，使通信系统无法正常工作。

6、谐波对电容器的影响：

对电力电容器的危害：

导致电容器过电流（电容器运行电流=满载电流（I1=100%）+谐波电流In，若运行电流大于1.3倍额定电流时，电容器将迅速故障），导致电容器与系统发生串并联谐振，单纯的电容补偿会放大谐波。

A、与系统发生并联谐振：

注解：

企业内部的非线性设备、变压器与电容器是一个并联的结构，变压器与电容器的阻抗容抗随着谐波频率的变化而变化，如果在某个谐波频率下，电容器的容抗会与变压器的感抗接近或者相等时，总阻抗会无限大，无限大的阻抗相当于一个开路，一旦形成一个开路，变压器与电容器两端会形成一个无限大的谐波电压，无限大的谐波电压加在变压器与电容器的两端，会使变压器与电容器因为过压，导致两个设备的损坏。

同时将在电网与电容器之间，产生大电流，迅速造成电容器的故障。

B、与系统发生串联谐振：

注解：

由于在我们公网的里也有一定的谐波电压的存在，谐波电压会通过变压器，转换为谐波电流流向我们这个系统，在这个时候，变压器与电容器相当于是串联的结构，我们通过上面等效图来分析一下，并联的时候，电容器容抗与变压器的阻抗会随着谐波频率的变化而变化，如果在某个时间或者某个谐波频率下，电容器的容抗与变压器的阻抗一旦相等时，总阻抗就等于零，一旦总阻抗为零，就相当于一个短路，短路以后，会造成一个无限大的谐波电流流向变压器与电容器，这样就会造成电容器的故障，也会影响整个电网系统的运行。

谐振发生的条件:

在谐波环境下，感抗与容抗同时存在，感抗与容抗接近或者相等时，就会发生谐振。

六、解决谐波问题的方案，目前主要有：

1、加装调谐滤波电抗器；

2、与加装有源滤波器

有源滤波器滤波效果好，但造价较高，大多企业还是选择传统的电容加电抗（简称为调谐滤波器组）的方法滤除谐波。

下表为加装电抗率为7%的电抗器前后的谐波分流情况：

七、选择调谐滤波器组（电容器+电抗器）的注意事项：

•注意事项：

–电容与调谐滤波电抗的谐振频率

–电容器的耐压

–调谐滤波电抗器耐流

如上图，电抗率为6%的电抗器，因为其谐振点与4次谐波太接近，有发生谐振的危险（四次谐波的谐振点为200HZ，6%的调谐滤波器组的谐振点为204HZ），因此，从安全的角度，不建议选择电抗率为6%的电抗器。

•

•如上图：

电抗率为7%的电抗器可以避免3.77次以后的谐波不发生谐振，电抗率为12.5%可以避免2.82次以后的谐波不发生谐振。

无论从滤除谐波的效果还是从使用安全的角度考虑，电抗率为7%的电抗器的都要优于电抗率为6%的电抗器。

•

•

电容器的选择，首先要考虑电容器的耐压，因为过电压运行，会大大缩短电容器的使用寿命与运行安全。

我们既要考虑电抗器导致的压升，也要考虑系统中存在的谐波导致的压升，根据IEEE519，谐波电压背景值取18%。

•

•

电容器需注意其过载电流◎国标（GB）规定电网中电容器过电流最大允许值≤1.43In（含电容偏差影响）

运行电流大于过载电流会使电容器中的电介质升温老化，电容值降低，寿命降低，调谐滤波设备或滤波设备谐振点偏移，从而放大谐波。

运行电流大于过载电流会导致电介质分解,增大电容器内部压力,导致电容器鼓肚、爆炸。

八、计算变压器无功补偿容量计算办法：

计算公式：

QC=P（tancos-1PF1-tancos-1PF2）

Qc……无功补偿容量

P……..有功功率（负荷）

PF1…..当前功率因数

PF2…..目标功率因数

通过以上计算得出所需补偿量

另外，因电容器的容量有输出容量与安装容量之分，输出容量要小于安装容量，这也是很多用户最容易被厂家忽悠的一个概念，所谓安装容量就是每个补偿柜里的电容器额定容量之和，我们可以这样理解，假设有一台补偿柜里有10只电容器，每只电容器的铭牌上写的额定容量是30kvar，即该补偿柜安装容量为300kvar,但该补偿柜的实际输出的无功补偿量却不是300kvar，而且是远远小于300kvar，可以通过以下公式计算出来：

高压补偿安装容量与输出容量的计算公式如下：

备注：

P为电抗器的电抗率，目前行业内用的低压补偿，用的比较多的是电抗率为7%与12.5%的电抗器，其中电抗率为7%的电抗器可以避免3.77次以后的谐波不发生谐振，电抗率为12.5%可以避免2.82次以后的谐波不发生谐振。

电抗率为6%的电抗器，因为其谐振点与4次谐波太接近，有发生谐振的危险（四次谐波的谐振点为200HZ，6%的调谐滤波器组的谐振点为204HZ），因此，从安全的角度，行业内已经不太电抗率为6%的电抗器了。