1概　況

　　新疆某金礦一車間變配電室供電系統(tǒng)為6kV供電，其中容量為1600kV•A的6/0.4kV變壓器一臺，變壓器的負(fù)載率在65%左右，主要負(fù)載為交流電動機(jī)(感性負(fù)載)和部分變頻器(諧波性負(fù)載)，總體的功率因數(shù)在0.75左右。為了提高功率因數(shù)，減少不必要的電費支出，根據(jù)電網(wǎng)參數(shù)，設(shè)計了一臺自動投切的低壓無功動態(tài)補(bǔ)償裝置，通過該裝置投入使用，節(jié)能效果很好，減少了電費支出。

　　2低壓無功補(bǔ)償裝置的設(shè)計

　　2.1設(shè)計理論計算

　　根據(jù)變壓器的容量、負(fù)載情況、負(fù)載率及補(bǔ)償前的功率因數(shù)等參數(shù)來確定采用就地集中補(bǔ)償?shù)姆桨篙^合適。

　　2.2補(bǔ)償裝置元件的選用

　　2.2.1補(bǔ)償電容器

　　采用BSMJ0.45干式金屬氧化膜自愈式電力電容器，采用△聯(lián)結(jié)，內(nèi)部有并聯(lián)放電電阻，該產(chǎn)品性能可靠，壽命長，具防燃、防爆等特點。

　　2.2.2無功補(bǔ)償控制器

　　采用RC2000抗諧波無功補(bǔ)償控制器，它是以高速高性能的微處理器為核心器件，抗干擾能力強(qiáng)，具有過硬的硬件和完美的監(jiān)測、測量及保護(hù)性能，具體表現(xiàn)在自動運行和手動運行兩種工作方式，有12種編碼輸出方式供用戶選用，自動識別采樣電流極性。故障自動識別報警，具有電流超前、滯后及過電壓、欠電壓指示等功能。

　　2.2.3主開關(guān)、支路熔斷器及電容投切開關(guān)

　　主開關(guān)選用帶熔斷器的刀開關(guān)，穩(wěn)態(tài)電流容量為無功補(bǔ)償電容器投入時總電流的1.43～1.55倍，支路熔斷器的選擇按照電容器額定電流的1.43～1.55倍。電容投切開關(guān)選用HKCS型晶閘管無觸點開關(guān)(淘汰傳統(tǒng)的接觸器熱繼電器投切開關(guān))，具有響應(yīng)速度快，投切無涌流，工作無噪聲，運行穩(wěn)定可靠，具有缺相保護(hù)，是無功補(bǔ)償裝置用投切電容器的理想器件。

　　2.2.4電抗器

　　電抗器材料要選用優(yōu)質(zhì)硅鋼片，電感精度高，絕緣強(qiáng)度好，過電流能力強(qiáng)的調(diào)諧濾波電抗器。

　　3補(bǔ)償裝置應(yīng)用后的節(jié)能效益

　　(1)采用低壓無功補(bǔ)償裝置后，為用電負(fù)載提供了近100%的無功功率。因幾乎所有的負(fù)載都是感性負(fù)載，感性負(fù)載運行時需要大量的無功功率。無功補(bǔ)償裝置這時就能提供感性負(fù)載所需要交換的無功功率，因此，電網(wǎng)的功率因數(shù)就得到了極大的提高，并由此帶來了一系列的節(jié)能效果。

　　(2)提高了供配電設(shè)備的供電能力。供配電設(shè)備的供電能力主要由線路輸出能力和配電變壓器的容量來決定的，對于一定容量的用電負(fù)載，當(dāng)其有功功率為一定值時，功率因數(shù)越低，需要提供的電流越大;進(jìn)行無功補(bǔ)償后，負(fù)荷需要的無功部分由補(bǔ)償電容器來提供，線路和變壓器只需要提供有功功率即可，因此線路和變壓器上的電流大大的降低，可以滿足更多的負(fù)荷需求，相對來說也就提高了供配電設(shè)備的供電能力。

　　(3)降低了配電變壓器及線路的損耗。根據(jù)以上的量性分析和實際情況，由于供電線路和變壓器的電流降低，變壓器與線路上的損耗與電流的平方成正比，因此電流減少，損耗也就大大減少了。

　　(4)提高了供電末端的電壓質(zhì)量。供電線路上的電壓損耗量是與其通過的電流成正比的，補(bǔ)償后的線路上的電流明顯減少，線路上的電壓損耗也就大大降低，提高了原先電壓較低的供電末端電壓，因此提高了供電末端的電壓質(zhì)量。

　　(5)減少電費開支。安裝低壓無功補(bǔ)償裝置后，降低了供電線路和變壓器的有功功率損耗，提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)。

　　4注意事項

　　4.1補(bǔ)償方式的選擇

　　[$page]　　低壓無功補(bǔ)償裝置的方式主要有集中補(bǔ)償、分散補(bǔ)償、就地補(bǔ)償及混合補(bǔ)償，要根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的情況來確定，每種補(bǔ)償都有自己的優(yōu)缺點，需綜合考慮以確定補(bǔ)償方式。

　　4.2無功補(bǔ)償容量的確定

根據(jù)負(fù)載情況和負(fù)載特性來確定比較可行。通過負(fù)載和補(bǔ)償前的功率因數(shù)及變壓器的容量，通過理論計算來確定補(bǔ)償電容器的容量比較科學(xué)，選擇補(bǔ)償容量過大，造成補(bǔ)償裝置的浪費;過少，補(bǔ)償裝置的意義就沒有發(fā)揮出來，所以，補(bǔ)償裝置容量的確定是十分重要的。

　　4.3目標(biāo)功率因數(shù)的確定

　　供電部門對功率因數(shù)的要求是大于0.9，為了發(fā)揮無功補(bǔ)償裝置的最大效益和資金投入的問題，選取功率因數(shù)在0.95的比較合理，但考慮到變壓器和輸電線路所消耗的無功功率仍由電網(wǎng)提供，因此目標(biāo)功率因數(shù)一般確定為O.96，這樣，就能充分發(fā)揮無功補(bǔ)償裝置的節(jié)能效益，并且還可得到供電部門的電費獎勵。

　　4.4高次諧波的問題

　　電網(wǎng)中大量的非線性負(fù)載的使用產(chǎn)生了大量的諧波并在電網(wǎng)中流動，而諧波是無功補(bǔ)償電容的大敵，甚至將造成電容器過載，引起切換電容開關(guān)損壞，所以由接