隨著國家經濟的發展和人民(mín)生活水平的提高,大量的居住樓盤、高檔商(shāng)場、賓館、辦公(gōng)樓等民用建築在城市中拔地而起,使城市用電量(liàng)快速增長。但是,在這些民 用建築場所內使用的多為單相電感性負(fù)荷,因其自(zì)身功率因數較低,在電網中滯後(hòu)無功功率的比重較大。為保證降(jiàng)低電網中的無功功率,提高功率因數,保證有功功 率的(de)充分利用,提高係統(tǒng)的供電效率和電壓質量(liàng),減少線(xiàn)路損耗,降低配電線路的成本,節約電能,通常在低壓供配電係統中裝(zhuāng)設電容器無功補償裝置。本文主要通 過設計工作(zuò)中所(suǒ)遇到的具體工程對無(wú)功自動補償的方式和安裝(zhuāng)位置做(zuò)出了分析和比(bǐ)較。
分相自動(dòng)補償的必要性(xìng)
無功自動補償按性質分為三相電容自動補償和分相電容自動補償。
三相電容自(zì)動補償適用於三相負載平衡的供(gòng)配電係統。因三相回路平衡,回路中無(wú)功電流相(xiàng)同(tóng),所以在補償(cháng)時,調節無功功率參數的信號(hào)取自三相中的任意一相,根(gēn)據(jù)檢測結果,三相同時投切可保證三(sān)相電壓的質量。三相電容自動補償適用於有(yǒu)大量的三(sān)相用電設備的廠礦企業中。
在民用(yòng)建築中大量使用的是單相負荷,照明、空調(diào)等由於(yú)負荷變化的隨機性大,容易造成三相負載的嚴重不平衡,尤其是住宅(zhái)樓在(zài)運行中三相不平(píng)衡更(gèng)為嚴重。由於 調節補償無功功率的采樣信號取自三相中的任意一相,造成未檢測的兩相要麽過補償,要(yào)麽(me)欠補(bǔ)償。如果過補償,則過補償相的電壓升高,造成控製、保護元件等用 電設備(bèi)因過電壓而損壞;如果欠補償,則補償相的回路電流增大,線(xiàn)路及斷路器等設備由於電流的增加(jiā)而導致發熱被燒(shāo)壞。這種情況下用(yòng)傳統的三相無功補償方式, 不(bú)但不(bú)節能,反(fǎn)而(ér)浪費資源,難以對(duì)係統的無功(gōng)補償進行有效補償,補償過程(chéng)中所產生的過、欠補償等(děng)弊端更是對整個電網的正常運行(háng)帶來了嚴重的危害。
對於三相不平衡及單相配(pèi)電係統采用(yòng)分相電容自動補償是解決上述問題的一種較好的辦法,其原理是通過調節(jiē)無功(gōng)功率參數的信號取自三相中的每一相,根據每相感性負載的大小和(hé)功(gōng)率因數的(de)高低進行相應的補償,對其它相不產生相互影響,故不會產生欠補償和過補(bǔ)償的情況。
智能三相自動無功補償能自動檢測各相負載的功率因數,同時自動分相投入各相所需(xū)的電容補償量,以使各相的無功功率補償達到好的狀態(tài),對於大(dà)量使(shǐ)用(yòng)單相用電負(fù)荷,易產生三相不平衡的用電單位如住宅小(xiǎo)區(qū)、賓(bīn)館、飯店、大型商場等民用建(jiàn)築的配電係統有改善功率因數、提(tí)高電網效(xiào)率(lǜ)、改善電 壓質量、節約(yuē)用電、增大變器有功容量等顯著效果,較大程度滿足了“電網綠化”的 要求。分組電(diàn)容自動補(bǔ)償(cháng)的應用在低壓電網中大量的(de)用電(diàn)設備為電感性,尤其(qí)是(shì)在大麵積(jī)、大開間的商場(chǎng)、辦公樓等日常生活和辦公場所,大都會(huì)采用發光效 果好的熒光燈(dēng)進行人工照明。熒光燈具有光效好、壽命長、無汙染等特點,屬綠色光源。目前,民用建築工程中大量使用電感型鎮流器熒光燈,壓它具有(yǒu)成本低(dī)、壽命長、維修工作量少(shǎo)、投資少等優(yōu)點,但其啟動時間長,功率因數低,約為0.5~0.6,自(zì)身損耗大,加大了供配電係統網絡損耗,造成(chéng)了能源的浪費。
通過電(diàn)容補償的方式來解決大麵積商場、辦公樓的感性負荷功(gōng)率因數低的問(wèn)題是目前設計中常(cháng)用的方法。
我們在設計中(zhōng)通常的做法有兩種:在變配電所設置集中高壓或低壓補償櫃,對係統前端進行補償,雖能滿足供電部門對並網功率(lǜ)因數的要求,但對以下各級分支電 路不作(zuò)補償,因此低壓配電線路中無功電流大,從而造(zào)成線(xiàn)路截麵和配電開(kāi)關容量不能減小,且不能保證整個低壓係統的(de)供電質(zhì)量(liàng);另一種做法是在每(měi)台用電設備或 每(měi)盞照明燈具內設置電容器個(gè)別單獨進行補償,這種方式效果較好,對於廠礦企業使用的單台大容量用電設備比較適用,但對於大型商(shāng)場等民用建築來說,補償投資 成本太大,性價比低,安裝分散(sàn),造成後期維修量(liàng)大、維修困難,且電容器利用率低(dī),實際應用並不理想,所以很少采(cǎi)用。
在目前低壓補(bǔ)償電容器技術和(hé)製造質量、自動投切裝置有了很(hěn)大提高的前提下,在這類民用建築(zhù)的配電係統中分組設置(zhì)補償電容,即根(gēn)據(jù)建築使用功能分區,用電較集中、電氣(qì)設備功率因數較低的配(pèi)電箱處設置電容補償裝(zhuāng)置較(jiào)為適宜。
分組補償可(kě)提高設備利用率,減少配電係統容(róng)量(liàng)
視其功率S=,由此可知在有功功率不變的前(qián)提下,提高功率因數可降低無(wú)功功率,減小配電係統的容量。
當功率因數由0.65提高到0.92時,設備利用率為:
η=×100%=×100%=29.35%即補(bǔ)償後設備利用率提高了29.35%。
在選用型號及截麵相同的電纜時,減少了線路損耗
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