低压配电的无功补偿容量确定和负荷计算
2023年01月08日 15:11:58
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为便于大家深入了解低压无功功率补偿装置，本文对低压配电中APF及SVG的合理分配和补偿容量的确定做深入介绍。
低压配电中APF及SVG的合理分配
APF是有源滤波器，SVG是无功发生器，前者容量单位用A表示，后者用kvar表示，前者主要功能是滤波，后者主要功能是无功补偿，SVG当然也可分出一部分容量用于滤波，APF同样也可分出一部分容量用于无功补偿，但这样做，性价比都太低，方案不合理。
SVG装置可以实现无级连贯调节输出无功，可以输出无功，也可以吸收无功，就是说可以补偿容性无功，也可补偿感性无功(除输电线路外，末端用户基本上不要补偿感性无功)。
APF有源滤波器，可以与固定补偿电容器组合成一套装置，置于同一壳体内，APF负责滤波，电容器负责无功补偿。有人对此不予认可，认为电容器与系统发生谐振，容易损坏APF装置，但从笔者的运行经验来看，尚未发生这样的事故。
APF装置一般容量为100A-150A，低压配电补偿用SVG容量一般为30-100kvar，但对于太阳能或风能电站，额定电压为35kV的一套SVG容量可以达到70Mvar。
低压配电系统之所以SVG容量不必太太，主要用它对无功补偿进行微调用，主要补偿还是由电容器担当，全靠SVG进行无功补偿，经济上是不合算的。
补偿容量的确定
按当地的要求，用户的功率因数要不小于0.95，按照统计经验数据，要达到此要求，补偿总容量的kvar数，按照经验数据，对于民用建筑，大约为变压器的kVA数的30%，对于工业项目，大约为变压器容量kVA数的1/3。例如容量1000kVA的变压器，补偿总容量大约为300kvar至330kvar。
笔者遇到有个企业，单台变压器安装容量2500kVA，固定电容器补偿总共800kvar，SVG补偿200kvar，总计为1000kvar，这样配置还算是合理的。不能够用APF作为无功补偿，因为性价比太低(一般情况下，变压器低压补偿至功率因数0.95，补偿容量为变压器容量的1/3左右，2500kVA的变压器，补偿总容量大约2500/3=833kvar)，上述项目补偿总容量1000kvar，,是否补偿过头了呢，这要具体分析，电容器补偿容量800kvar,只是容量，电容器并联电抗器后，实际补偿容量一般大大减少了。
要求得实际向系统补偿容量，必须进行负荷计算。
例如在上述例子中，选择单台容量为50kvar电容器，电容器额定电压为480V，串联电抗率7%的电抗器，接入400V系统中，能够向系统实际补偿多少呢？由于串联电抗率7%的电抗器，接入400系统中，电容器端电压为：Uc=400/(1-7%)=430V
电容器额定电压为480V，而实际承受电压为430V，电容器输出容量与电压的平方成正比，额定容量为50kvar的电容器输出容量为：50×(430/480)^2=40.12kvar
电容器是电抗性负载，其电抗率为7%，要吸收7%电容器发出的无功功率，这样电容器向系统补偿的无功功率为：40.12×(1-7%)=37.32kvar
只相当容量的37.32/50×99%=74.64%。
在上述例子中，2500kVA变压器补偿电容器容量为800kvar加SVG补偿200kvar，采用额定电压480V,单台容量50kvar电容器，串联7%的电抗器，则电容器实际补偿：800×76.64%=597.12kvar，总共补偿：597.12+200=797.12kvar，选择额定电压480V，额定容量50kvar，共12台电容器，电容器总容量为：50×12=600kvar，加上SVG补偿200kvar，实际总共补偿：00+200=800kvar。
相当变压器2500kVA容量的32%。
下一篇文章聊聊的选择，敬请关注。
作者：汤继东
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