在工業(yè)建筑供配電設(shè)計中，大量的感性負(fù)荷使得功率因數(shù)偏低。需要進(jìn)行無功補償以提高供電系統(tǒng)及負(fù)荷的功率因數(shù)。降低配電線路無功電流，提高用電設(shè)備的效率；穩(wěn)定用電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量，增加輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸電能力；減少無功功率對電網(wǎng)的沖擊。

在低壓配電系統(tǒng)中，無功補償?shù)难a償位置、補償方式、補償容量、控制器的選擇、串聯(lián)電抗器的選擇等，都需要針對不同的項目進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。目前工程實際存在的無功補償方式按補償位置分類有集中補償、就地補償和分組補償。其中在變電站集中補償?shù)姆绞阶顬閺V泛，如圖1所示。

為了抑制電容器回路合閘涌流和諧波電流， 通常在電容器回路中串接電抗器。 串入的電抗器自身的感抗會抵消電容器的部分容抗。反向壓降會抬高電容器的端電壓，即對電容器的有效補償量產(chǎn)生影響。

因而，在進(jìn)行無功補償容量的計算時，要根據(jù)系統(tǒng)運行電壓、電抗率的選擇以及電容器額定電壓進(jìn)行修正計算，算出實際需要的無功補償容量，下面對低壓配電系統(tǒng)集中補償?shù)臒o功容量的選擇進(jìn)行簡單分析。

補償電容器容量計算如圖2所示電容補償計算，要使功率因數(shù)由COS0 提高到COS0 ,.電容器的實際補償容量Q (單位：kvar)可根據(jù)工程項目所需的實際補償容量來確定：

×(tan 01一式中：Pj -- 計算有功功率；-- 補償前計算負(fù)荷功率因數(shù)角的正切值：

-- 補償后功率因數(shù)角的正切值。

交流電容器的額定容量為：

式中：Q-- 電容器容量，kvar;- - 電容器端電壓，kV;- - 角頻率，rad/s:

- - 電容器的電容值。F.

由上述交流電容器的額定容量計算公式可以知道，電容器的補償容量與電壓的平方成正比。

串聯(lián)電抗器的選擇

電抗率的選擇原則補償電容器回路中串聯(lián)電抗器的主要作用是抑制諧波電流、消除諧振和限制涌流，電抗率是串聯(lián)電抗器的重要參數(shù)，根據(jù)規(guī)范GB 50227-2008《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范》， 串聯(lián)電抗器電抗率的選擇，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)條件與電容器參數(shù)經(jīng)相關(guān)計算分析確定，電抗率取值范圍應(yīng)符合下列規(guī)定：① 僅用于限制涌流時，電抗率宜取0.1% 1.0%.② 用于抑制諧波時，電抗率應(yīng)根據(jù)并聯(lián)電容器裝置接入電網(wǎng)處的背景諧波含量的測量值選擇。當(dāng)諧波為5次及以上時，電抗率宜取4.5% 一5.0%:當(dāng)諧波為3次及以上時，電抗率宜取12.0%.亦可采用4.5% ~5.0% 與.0% 兩種電抗率混裝方式。

電抗器額定電壓及容量的選擇串聯(lián)電抗器額定電壓及額定容量：

×.=QcN×式中： - - 串聯(lián)電抗器額定電壓，kV;- - 并聯(lián)電容器額定電壓，kV;-- 串聯(lián)電抗器額定容量，kvar;-- 并聯(lián)電容器額定容量，kvar;-- 串聯(lián)電抗器電抗率，%.

由此可見，串聯(lián)電抗器的額定電壓、額定容量與并聯(lián)電容器的額定電壓、額定容量及電抗率有關(guān)。

電容器額定電壓 N的選擇為達(dá)到經(jīng)濟和安全運行的目的。合理選擇電容器的額定電壓電容補償計算，在分析電容器端子上的預(yù)期電壓時，應(yīng)考慮以下因素：

① 并聯(lián)電容器裝置接入電網(wǎng)后會引起電網(wǎng)電壓升高；

② 諧波引起電網(wǎng)電壓升高；

③裝設(shè)串聯(lián)電抗器引起的電容器端電壓升高；

④ 相間和串聯(lián)段問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)荷運行引起電網(wǎng)電壓升高。

首先根據(jù)電抗率的選擇，求出電容器端電壓的計算值。根據(jù)圖1等效電路推導(dǎo)出以下公式：

一K = 1.

㈣式中： - - 單臺電容器運行電壓，V;- - 電容器接人點電網(wǎng)標(biāo)稱電壓，V.

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12325-2008 《電能質(zhì)量供電電壓偏差》4.2條： "20 kV及以下三相供電電壓偏差為標(biāo)稱電壓的±7% ."220/380 V供電電壓的允許偏差為±26.6 V.

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14549-1993 《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》表1,公用電網(wǎng)諧波電壓(相電壓限值，電網(wǎng)標(biāo)稱電壓為0.38 kV的電壓總諧波畸變率為5%.在沒有實際測量諧波電壓的前提下，諧波對供電電壓的影響粗略考慮為20V。

文章由啟和科技編輯