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低压无功补偿方案该如何选择?

发布时间:2019-10-12 10:17:00 浏览次数:

无功补偿——场景

正常情况用电:从电网里获得有功和无功的这两种功率,然后在电网供到用户的中间有一个端口,这个端口有个考核——考核功率因素这个指标。指标跟无功是有关,从电网里获得的功率越大大,电网考核获得的无功就越大,导致的功率因素就会低,电费里会出现惩罚性收费,所以需要提高功率因素


解决方法 

方法:第三方设备为用电设备提供无功功率,负载就可以不从电网里获得大部分的无功。


第三方无功功率设备

目前在400v的低压中,目前无功补偿常见的有两类:

一是电容器为基础的无功补偿柜,二是区别于电容器的静止无功发生器做无功补偿,方法和基本原理是不一样的。

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电容器为基础的无功补偿设备

以电容器为基础的,为负载提供无功的设备。

先引入一个基础的概念:无功补偿柜输出的步长。每一台无功补偿柜都由无数个补偿支路构成,特点是每投一个支路就会增加一个容量,(假设有6个支路,每个支路50kVar,每增加一个50kVar就会增加一个50的容量,50kVar这就是步长)步长会影响到整柜无功补偿输出的精度。

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比较上面的支路数和步长,步长会影响支路;步长和支路数中寻找一个优的方案。小容量会导致支路增加,大的容量会导致步长增长;然而步长会影响到整柜无功补偿输出的精度,空间所能安装的支路数又是有限的,解决这一矛盾,就有了方案3、4这两种大容量和小容量的步长结合。从输出步长上来看,方案四是最小的,它的步长是25kVar,支路数控制的也相对较小,补偿效果更佳。


 小结  

步长会影响到整柜无功补偿输出的精度;而支路数与补偿柜的空间相关,支路数越多,空间就越紧张;不管怎么设计方案,一定脱离不了无功补偿支路的数量,和每一个补偿支路的容量的设计,所以——步长小的同时尽量减少支路数量。


一、电容器的选择

核心原件——电容器的选择。不同的电容器、它的单支电容器的容量是不同的。实际中也经常碰到,比如无功补偿支路的容量设计是50kVar,圆柱形的一般单支容量做不到50kVar,所以要选择两只电容器来并接,所以如果单一无功补偿的支路容量较大,可以用多支电容器并接使用。(此时电抗器不需要多支。)

电容器的选择同时还要关注无功补偿柜应用的环境。用户要买无功补偿时,首先要想到它使用的场合,背景谐波的含量是否严重,这涉及到与电容器相匹配的电抗器参数的选择,同时电抗器参数的选择又会影响电容器电压的选择,电容器电压的参数的选择又要校验整个无功补偿柜输出容量的值,这些是相互联系、缺一不可的。


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二、电抗器的选择

选择电容器在应用时,在无功补偿方案,一定要考虑涌流的限制方案。无功补偿支路串上的电抗器,是有两个作用的,一是抑制谐波,二是抑制涌流。如果现场对于这两个应用都不需要的情况,可以不需要电抗。大部分这种情况下是通过投切开关来解决涌流的问题。

如需要电抗的情况:电抗具有抑制涌流、抑制谐波的作用。

如果只考虑涌流的情况,用小的电抗就可以,一般建议选择不大于1%的电抗率;如果背景谐波较严重,根据谐波次数的主要情况选择:如果5次以上建议7%的电抗,如果3次及以上建议选择电抗率14%以上的电抗。

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小结  

常规用户只要考虑这方面,因为不同的厂家提供的方案是不一样的,抑制三次、五次、七次及以上谐波通常选用14%电抗率,抑制五次、七次以上谐波通常选用7%电抗率。

电抗器的选择除了电抗率还有其他的参数:比如材质、噪音……


三、投切开关的选择

投切开关里包含三类:电容器投切接触器、晶闸管开关、复合开关。

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不同的投切开关响应速度是不一样的。可控硅开关投切速度最快,接触器的响应速度最慢的。还会影响电容器的涌流,以可控硅为基础的投切开关限制涌流是最小的,在3%以内,接触器是20%以内。

不同投切开关会导致造价成本的差异。从价格最优角度上来讲接触器是最优的,可控硅是最贵,从效果上接触器是最差的,如果是要对涌流的一直效果,接触器是最差的,如果现场负载变化非常大,对无功的需求变化也很大,需要无功补偿需求能够跟得上无功补偿的变化,这时可控硅是最优的。


小结  

一般接触器是最便宜,可控硅最贵;但又希望开关快速投切,所以一定要考虑现场负载情况和应用场景。


四、晶闸管开关投切的电容器

TSC——晶闸管开关投切的电容器:基本的原理,用电容去做负载需要的无功,选择合适的投切开关去构建无功补偿支路。


五、控制器

电容、电抗、投切开关,熔断器——支路的保护元件的选择。对于无功补偿整柜来说,控制器的选择也很重要。作为无功补偿的核心件,如果控制器选择不合理,也会导致无功补偿系统系统输出特性不好。

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