民用建筑電氣設計中的無功功率補償方法
供電部門一般要求用戶的月平均功率因數(shù)達到0.9以上,為了滿足這個要求,首先在電氣設計中應正確選擇變壓器、電動機等用電設備的容量,減少線路感抗;其次,可以裝設必要的無功功率補償設備,進一步提高用戶的自然功率因數(shù)。常用的無功功率補償方法主要有以下三種:
在民用建筑中通常包括大量的變壓器、異步電動機、氣體放電照明燈等用電設備,這些用電設備所需的無功功率在電網(wǎng)內(nèi)的無功負荷中所占比例很大。因此在電氣設計中,正確選擇變壓器等設備的容量,可以提高自然功率因數(shù),比如:選擇電動機的經(jīng)常負荷不低于額定容量的40%;變壓器負荷率控制在75~85%,不低于60%,等等。
1、由于低壓并聯(lián)電容器的價格比高壓并聯(lián)電容器低,且高壓并聯(lián)電容器不能補償?shù)蛪簜?cè)無功負荷在低壓側(cè)引起的電能損耗和電壓損失,因此低壓側(cè)無功補償由低壓電容器補償是比較合理的;當補償效果相同時,宜優(yōu)先采用低壓無功自動補償裝置。當有高壓感性用電設備或者配電變壓器臺數(shù)較多時,高壓部分的無功負荷應由高壓電容器補償。從提高電容器利用率的觀點出發(fā),首先選擇在容量較大的長期連續(xù)運行的用電設備上裝設電容器進行就地補償;如果基本無功負荷相當穩(wěn)定,宜在變電站內(nèi)進行集中補償;對于居住區(qū),多為住宅,公建規(guī)模較小,各用電單位負荷容量較小,用電點多而分散,為了便于維護管理,可在小區(qū)變電站低壓側(cè)進行集中補償。
2、由于投切電容器時合閘涌流很大,而且容量越小,相對的涌流倍數(shù)越大,以變壓器低壓側(cè)安裝的電容器組為例,僅投切一臺12kvar電容器則合閘涌流可達其額定電流的56倍,如投切一組300kvar電容器,涌流則僅為額定電流的12.4倍。由此可見,電氣設計中應采取適當措施來減少分組數(shù)量和加大分組容量,減少合閘涌流倍數(shù)過大對電容器壽命的影響,比如可以采用不等步投切的方式來減少分組數(shù)量和加大分組容量,例如一個330kvar的無功補償裝置,如果采用等步投切的方式,即每組電容器的容量相同均為30kvar,則需要11個電容器組11X30kvar=330kvar;如果采用不等步投切的方式,如選擇(1,2,2,2,2,2)的方式,其余電容器組是第一組的2倍,則只需要6個電容器組1X30kvar+5X60kvar=330kvar。
3、無功補償容量的計算公式:Qc=Pc(tgφ1-tgφ2),Pc-計算有功功率,tgφ1-補償前計算負荷功率因數(shù)角的正切值,tgφ2-補償后功率因數(shù)角的正切值,詳細的計算方法可以參見《工業(yè)與民用配電設計手冊第三版》P21、P22;在一些計算變壓器容量的電子表格中,也可以很方便地得到所需要的無功補償容量。這種采用并聯(lián)電容器進行補償?shù)姆椒ㄊ窃陔姎庠O計中應用最為廣泛的一種。
這種補償方法,一般用在工業(yè)企業(yè)中,當經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較,確認采用同步電動機作為無功補償裝置合理時,才可以采用同步電動機作為無功補償裝置,由于在民用建筑電氣設計中牽涉不到,在此不做過多的贅述。
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