無功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識

無功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識第1頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器額定電壓的選擇舉例說明：某礦35KV站，低壓側(cè)6KV，根據(jù)實(shí)際情況計算需補(bǔ)償7600Kvar的電容器組，運(yùn)行電壓為6.2KV。我們暫且選擇額定電壓為6.6/√3KV電容器，及電抗率為4.5%的電抗器，這樣的配置方式是否合理？首先，式中：K—串聯(lián)電抗器的電抗率 XC—并聯(lián)電容器組的每相容抗Ω第2頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器額定電壓的選擇已知：U運(yùn)行=6.2KVK=4.5%

所以

可見，電容器的輸出容量與運(yùn)行電壓的平方成正比，當(dāng)電容器運(yùn)行在額定電壓時，輸出額定容量；當(dāng)電容器運(yùn)行在額定電壓以下時，則達(dá)不到額定輸出容量，尤其是電容器的額定電壓取過大的安全裕度時，將會出現(xiàn)較大的無功容量虧損。第3頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器額定電壓的選擇那么我們再來討論解決無功容量虧損問題的方法：1．增加電容器組的容量

根據(jù)

可得

則第4頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器額定電壓的選擇以上計算說明，在實(shí)際運(yùn)行電壓為6.2KV的情況下，要得到7600Kvar的補(bǔ)償容量，需6.6/√3-7850Kvar的并聯(lián)電容器組。2．提高串聯(lián)電抗器的電抗率

根據(jù)

可得K=5.8%取電抗率為6%的電抗器第5頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器額定電壓的選擇1．《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50227-1995）中電容器額定電壓的選擇主要原則如下：1）應(yīng)計入電容器接入電網(wǎng)處的運(yùn)行電壓2）電容器運(yùn)行中承受的長期工頻過電壓，應(yīng)不大于電容器額定電壓的1.1倍3）應(yīng)計入接入串聯(lián)電抗器引起的電容器運(yùn)行電壓的升高，其中電壓升高值按下式計算： 式中：UC—電容器端子運(yùn)行電壓（KV） US—并聯(lián)電容器裝置的母線電壓（KV） S—電容器組每相的串聯(lián)數(shù)4)應(yīng)充分利用電容器的容量，并確保安全第6頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器額定電壓的選擇2．運(yùn)行電壓高于電容器額定電壓的危害 眾所周知，電容器的輸出容量與運(yùn)行電壓的平方成正比，當(dāng)電容器運(yùn)行在額定電壓時則輸出額定容量；當(dāng)電容器運(yùn)行在額定電壓以下時，則達(dá)不到額定額定容量。如果電容器的額定電壓取過大的安全裕度就會出現(xiàn)過大的容量虧損。但電容器的額定電壓取過小，運(yùn)行電壓高于額定電壓，如超過1.1倍，將導(dǎo)致電容器的過載，電容器的內(nèi)部介質(zhì)將局部放電，其對絕緣介質(zhì)的危害極大。由于電子和離子直接撞擊介質(zhì)，固體和液體介質(zhì)就會分解產(chǎn)生臭氧和氮的氧化物等氣體，使介損受到化學(xué)腐蝕并使介損增大，局部過熱，可能會發(fā)展成絕緣擊穿。所以，額定電壓是電容器的一項重要參數(shù)。第7頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器額定電壓的選擇3．電容器額定電壓的合理選擇 在分析電容器端子上的預(yù)期電壓時，應(yīng)考慮以下五點(diǎn)：1)并聯(lián)電容器裝置接入電網(wǎng)后引起的電網(wǎng)電壓升高2)諧波引起電網(wǎng)電壓升高3)裝設(shè)串聯(lián)電抗器引起的電容端電壓升高4)相間和串聯(lián)段間的容差，將形成電壓分布不均，使部分電容器電壓升高5)輕負(fù)荷引起的電網(wǎng)電壓升高第8頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器額定電壓的選擇根據(jù)以上五點(diǎn)，電容器的額定電壓可先由下式求出計算值，再從產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)系列中選取，計算公式如下： 式中：UCN—單臺電容器額定電壓（KV） USN—并聯(lián)電容器接入點(diǎn)電網(wǎng)標(biāo)稱電壓（KV） S—電容器組每相的串聯(lián)數(shù) K—電抗率 式中1.05的取值依據(jù)是電網(wǎng)最高運(yùn)行電壓，一般不超過標(biāo)稱電壓的1.07倍，最高為1.1倍。運(yùn)行平均電壓約為標(biāo)稱電壓的1.05倍。第9頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器額定電壓的選擇*電網(wǎng)標(biāo)稱電壓為6KV、10KV、35KV 在上述具體工程中，USN=6KV，S=1，K=6%，則電容器額定電壓：

然后根據(jù)算出的電容器額定電壓值，從電容器額定電壓的標(biāo)準(zhǔn)系列中即可選取靠近計算值的額定電壓6.6/√3KV。最后再校驗(yàn)電容器運(yùn)行中承受的長期工頻過電壓，是否不大于電容器額定電壓的1.1倍。 上例中，長期工頻過電壓6～6.3

KV，不會超過額定電壓的1.1倍，6.6/√3X1.1=7.2/√3KV。第10頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器額定電壓的選擇4．串聯(lián)電抗器額定電壓、額定容量的選擇 串聯(lián)電抗器額定電壓=并聯(lián)電容器額定電壓X電抗率（一相中僅一個串聯(lián)段時）。 串聯(lián)電抗器額定容量=并聯(lián)電容器額定容量X電抗率（單相和三相均按此核算） 在上例中，串聯(lián)電抗器的額定電壓： 每相串聯(lián)電抗器額定容量 QLN=6%X7600/3=152KVAR第11頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器額定電壓的選擇結(jié)論：串聯(lián)電抗器額定端