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无功补偿容量计算需结合现场负载运行参数

来源:希拓电气(常州)有限公司    日期:2020-09-28    浏览量:载入中...

在六、七十年代,低压配电设计无功补偿容量的经验值是按照30%来计算,就是按照变压器容量的30%。现在好多设计师依然根据这一经验值进行设计,比如:变压器1000kVA,补偿容量为300 kvar,电容器额定电压0.4 kV。

无功补偿装置
随着工业规模的扩大,用电设备已经发生了巨大变化。以前30%的经验值,是由几十年前的设备特点决定的,那时候基本都是交流电动机,交流电机运行时的平均功率因数都在0.8以上,按照30%设计完全可以满足无功补偿的要求。现在,已经是电力电子负载的时代,连照明灯都是LED半导体器件了,更别说大型直流调速电机、中频炉、电弧炉、变频器及焊接机器人了。

希拓电气根据多年的无功补偿及谐波治理经验,结合工厂的现场运行要求,总结得出这样的规律值:

一、电动机 

根据电机的转速或级数其功率因数是有很大区别的,2极电机满载功率因数为0.88,6极电机的满载功率因数就为0.85,还有8极电机,可能只有0.78了。电机极数不同,无功量大小也就不同。

电机除了极数外,还有负载率也决定功率因数的大小。比如满载时0.85,半载时只有0.45,对应的补偿无功量相差也是很大。

二、直流调速电机

这类负载在钢铁行业占比较大,单机功率也较大。调速电机在低速时功率因数可能只有0.2,在高速时达到0.7,因此设计无功补偿容量时要充分考虑速度高低时的容量变化。比如:一台1500kW的直流调速电机,低速时无功量时1200kvar,高速时为600 kvar,那么,动态滤波补偿柜只有按照1200 kvar来设计为妥,否则补偿效果难以保证。


三、中频炉类负载 

中频炉在铸件行业是通用设备,但是其本身的功率因数较高,甚至不用补偿,不管在升温阶段还是在保温阶段,功率因数都在0.9以上。但是其谐波非常大,需要采取L-C谐振电路或APF来滤波,不然电网会受到较大干扰,也会影响其他用电户的正常用电。


四、民用配电

城市商业或居民用电,由于设备中照明占比较大,功率因数较高,补偿容量按照变压器的30%来设计足够了。只是都是整流电源,虽功率因数高了些,3、5次谐波较大,电容器需要提升电压等级或采用滤波补偿。


从以上举例来总结,简单按照变压器容量30%来设计电容器补偿容量是有失偏颇,必须仔细核对负载类型,并参考运行时的实际参数来确定为妥。在轧钢生产线上我们一般按照电机容量的70%来配套滤波补偿容量,大家一定认为容量太大了,其实正合适,因为直流电机低速时的功率因数很低,70%电容器容量除去滤波通道的裕量,实际补偿电源基波的无功量只有50%左右,往往还是不足的。

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