我們都知道，在供配電系統(tǒng)中，供電質(zhì)量的優(yōu)劣有三個(gè)評(píng)價(jià)因素：

　　

　　一、在電源點(diǎn)電壓和頻率接近于恒定；

　　

　　二、功率因數(shù)趨近于1；

　　

　　三、三相系統(tǒng)中，相電流與相電壓趨于平衡。

　　

　　其中，采用無(wú)功功率補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)趨近于1，可以大量減少線路中因輸送無(wú)功電流而產(chǎn)生的電能損耗，并有效地改善電壓調(diào)節(jié)，因此無(wú)功功率的補(bǔ)償一直以來(lái)都是供配電系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

　　

　　在例如樓宇及住宅小區(qū)等民用建筑的低壓供配電系統(tǒng)中，由于存在有大量的單相負(fù)荷(如照明燈具、家用電器、辦公設(shè)備、計(jì)算機(jī)等)，且該類負(fù)荷使用的隨機(jī)性極高，使原本通過(guò)調(diào)配供電回路的負(fù)荷來(lái)實(shí)現(xiàn)的三相平衡在實(shí)際運(yùn)行中已全無(wú)意義，導(dǎo)致了低壓供配電系統(tǒng)三相負(fù)載階段性的嚴(yán)重不平衡。這種不平衡不具備規(guī)律性，無(wú)法事先預(yù)知，也無(wú)法有效地改善。再加上每相負(fù)載的功率因數(shù)也不盡相同，便常常使得每相回路中需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率差異很大。

　　

　　長(zhǎng)期以來(lái)，低壓供配電系統(tǒng)中的無(wú)功功率補(bǔ)償方式均為在用戶變壓器低壓側(cè)安裝低壓三相電力電容器組，在測(cè)得采樣相(多為B相)的功率因數(shù)后，便依據(jù)此值投切三相電容器組對(duì)三相負(fù)載的無(wú)功功率作集中補(bǔ)償。這種補(bǔ)償方式在以三相負(fù)荷為主的低壓供配電系統(tǒng)中表現(xiàn)優(yōu)異，但在如前所述的以單相負(fù)荷為主的低壓供配電系統(tǒng)中，則越來(lái)越表現(xiàn)出其先天不足的缺憾。

　　

　　我們知道，由于三相間無(wú)功負(fù)荷不平衡，且這種不平衡無(wú)法通過(guò)調(diào)配三相負(fù)載等手段來(lái)消除，所以若是采用低壓三相電力電容器組按采樣相值對(duì)三相進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，則補(bǔ)償后三相功率因數(shù)不一致。采樣相補(bǔ)償效果好，而另外兩相則會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)欠補(bǔ)償或是過(guò)補(bǔ)償。欠補(bǔ)償使得安裝的電力電容器組不能完全發(fā)揮作用，線路中仍然流過(guò)較大的無(wú)功電流而增加電能損耗；而過(guò)補(bǔ)償則將向電網(wǎng)輸送無(wú)功電流，眾所周知，這是電力系統(tǒng)中所禁止的。(在實(shí)踐中我們一般并不將功率因數(shù)補(bǔ)償值設(shè)為1，因?yàn)檫@在負(fù)載變換時(shí)，由于慣性會(huì)出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償。)

　　

　　實(shí)際上，以單相負(fù)荷為主的低壓供配電系統(tǒng)中存在的三相無(wú)功功率不平衡的狀況有可能嚴(yán)重得多。我們可以做一個(gè)簡(jiǎn)單的估算：一臺(tái)500KVA的變壓器，額定電流為758A，變壓器低壓側(cè)母線出口斷路器額定電流選擇為800A。因?yàn)樽儔浩饕话憧稍试S負(fù)載不超過(guò)25％的相間不平衡電流，再考慮到一些電纜線路的電容泄露電流，故通常將變壓器低壓側(cè)母線出口斷路器的接地故障電流整定值整定為03Ie。由此在本例中允許流過(guò)中性線的電流值約為240A。假設(shè)一個(gè)特殊的運(yùn)行工況(忽略不計(jì)電纜線路的電容泄露電流)，變壓器的兩相滿載，另一相則可能會(huì)少負(fù)載528KVA，若設(shè)負(fù)荷功率因數(shù)均為0.8，系統(tǒng)采用三相低壓電力電容器組按采樣相值進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，則必然會(huì)有一相存在約32Kva的無(wú)功功率未補(bǔ)償，或反之會(huì)有兩相存在約32kva過(guò)補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率通過(guò)變壓器反饋至電網(wǎng)。由這個(gè)數(shù)據(jù)可作出的對(duì)電網(wǎng)中無(wú)功功率過(guò)補(bǔ)償或欠補(bǔ)償?shù)臓顩r的普遍性及嚴(yán)重性的判斷無(wú)疑是令人震驚的，而且我們還可以通過(guò)簡(jiǎn)單地證明得知，這種工況導(dǎo)致的結(jié)果尚不是最嚴(yán)重的。

　　

　　而如果采用單相電容器組按每相測(cè)出的功率因數(shù)值對(duì)三相分別進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，則會(huì)完全避免上述情況的發(fā)生，充分發(fā)揮電力電容器組對(duì)無(wú)功負(fù)荷的補(bǔ)償作用，改善電能質(zhì)量，減少系統(tǒng)中的電能損耗。因此，筆者建議在以單相負(fù)荷為主的低壓供配電系統(tǒng)中，無(wú)功功率的補(bǔ)償應(yīng)采用分相補(bǔ)償?shù)姆椒ā?br />
　　

　　對(duì)電容器額定容量的選擇也應(yīng)注意與變壓器容量相匹配。如果選擇大容量電容器組來(lái)補(bǔ)償小容量變壓器，則往往會(huì)難以精確補(bǔ)償；而若是采用小容量電容器組補(bǔ)償大容量變壓器，則將會(huì)導(dǎo)致電容器的投切頻繁。我們知道，電容器在接通時(shí)，經(jīng)振蕩而被充電到其穩(wěn)定值，頻率從幾百赫到幾千赫，出現(xiàn)極高的尖峰電流，而若是在電容器組中接入單個(gè)電容器，由于已接入電網(wǎng)的電容器此時(shí)成為附加能源，則將會(huì)產(chǎn)生更大的尖峰電流。這種尖峰電流對(duì)開(kāi)關(guān)電器是極為不利的，因此，我們應(yīng)盡可能減少電容器的投切次數(shù)。

　　

　　由于現(xiàn)在電網(wǎng)中大量存在非線性負(fù)荷(如眾多的半導(dǎo)體功率元件等)，使得電網(wǎng)中的諧波含量常常很高。而裝在電網(wǎng)上的電容器，從低壓側(cè)看來(lái)與變壓器的感抗及剩余的電網(wǎng)電感形成一個(gè)振蕩回路。當(dāng)這一回路的固有頻率與電流諧波的頻率相互重合時(shí)，振蕩回路勵(lì)磁而產(chǎn)生很高的過(guò)電流，造成供電回路過(guò)載，甚至引起電容器的燒毀。因此需要在電容器接通回路中串聯(lián)一個(gè)電感，一則防止產(chǎn)生諧振，二則可吸收高次諧波電流。由于這部分內(nèi)容已非本文所述范圍，故在此不再多述。

　　

　　由于筆者水平有限，若文中存在謬誤之處，望廣大同行能不吝賜教。更衷心地希望能夠就此問(wèn)題與廣大同行作進(jìn)一步的探討。

建筑資質(zhì)代辦咨詢熱線：13198516101

版權(quán)聲明：本文采用知識(shí)共享 署名4.0國(guó)際許可協(xié)議 [BY-NC-SA] 進(jìn)行授權(quán)

文章名稱：《單相負(fù)荷為主的低壓供配電系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償》

文章鏈接：http://www.fjemb.com/38836.html

該作品系作者結(jié)合建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、政府官網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識(shí)整合。如若侵權(quán)請(qǐng)通過(guò)投訴通道提交信息，我們將按照規(guī)定及時(shí)處理。