新疆某金礦一車間變配電室供電系統(tǒng)為6kV供電，其中容量為1600kV?A的6/0.4kV一臺，變壓器的負載率在65%左右，主要負載為交流電動機(感性負載)和部分變頻器(諧波性負載)，總體的功率因數(shù)在0.75左右。為了提高功率因數(shù)，減少不必要的電費支出，根據(jù)電網(wǎng)參數(shù)，設(shè)計了一臺自動投切的低壓無功動態(tài)補償裝置，通過該裝置投入使用，節(jié)能效果很好，減少了電費支出。
2低壓無功補償裝置的設(shè)計
2.1設(shè)計理論計算
根據(jù)變壓器的容量、負載情況、負載率及補償前的功率因數(shù)等參數(shù)來確定采用就地集中補償?shù)姆桨篙^合適。
2.2補償裝置元件的選用
2.2.1補償電容器
采用BSMJ0.45干式金屬氧化膜自愈式電力電容器，采用△聯(lián)結(jié)，內(nèi)部有并聯(lián)放電電阻，該產(chǎn)品性能可靠，壽命長，具防燃、防爆等特點。
2.2.2無功補償控制器
采用RC2000抗諧波無功補償控制器，它是以高速高性能的微處理器為核心器件，抗干擾能力強，具有過硬的硬件和完美的監(jiān)測、測量及保護性能，具體表現(xiàn)在自動運行和手動運行兩種工作方式，有12種編碼輸出方式供用戶選用，自動識別采樣電流極性。故障自動識別報警，具有電流超前、滯后及過電壓、欠電壓指示等功能。
2.2.3主開關(guān)、支路熔斷器及電容投切開關(guān)
主開關(guān)選用帶熔斷器的刀開關(guān)，穩(wěn)態(tài)電流容量為無功補償電容器投入時總電流的1.43～1.55倍，支路熔斷器的選擇按照電容器額定電流的1.43～1.55倍。電容投切開關(guān)選用HKCS型晶閘管無觸點開關(guān)(淘汰傳統(tǒng)的接觸器熱繼電器投切開關(guān))，具有響應速度快，投切無涌流，工作無噪聲，運行穩(wěn)定可靠，具有缺相保護，是無功補償裝置用投切電容器的理想器件。
2.2.4電抗器
電抗器材料要選用優(yōu)質(zhì)硅鋼片，電感精度高，絕緣強度好，過電流能力強的調(diào)諧濾波電抗器。
3補償裝置應用后的節(jié)能效益
(1)采用低壓無功補償裝置后，為用電負載提供了近100%的無功功率。因幾乎所有的負載都是感性負載，感性負載運行時需要大量的無功功率。無功補償裝置這時就能提供感性負載所需要交換的無功功率，因此，電網(wǎng)的功率因數(shù)就得到了極大的提高，并由此帶來了一系列的節(jié)能效果。
(2)提高了供配電設(shè)備的供電能力。供配電設(shè)備的供電能力主要由線路輸出能力和配電變壓器的容量來決定的，對于一定容量的用電負載，當其有功功率為一定值時，功率因數(shù)越低，需要提供的電流越大;進行無功補償后，負荷需要的無功部分由補償電容器來提供，線路和變壓器只需要提供有功功率即可，因此線路和變壓器上的電流大大的降低，可以滿足更多的負荷需求，相對來說也就提高了供配電設(shè)備的供電能力。
(3)降低了配電變壓器及線路的損耗。根據(jù)以上的量性分析和實際情況，由于供電線路和變壓器的電流降低，變壓器與線路上的損耗與電流的平方成正比，因此電流減少，損耗也就大大減少了。
(4)提高了供電末端的電壓質(zhì)量。供電線路上的電壓損耗量是與其通過的電流成正比的，補償后的線路上的電流明顯減少，線路上的電壓損耗也就大大降低，提高了原先電壓較低的供電末端電壓，因此提高了供電末端的電壓質(zhì)量。
(5)減少電費開支。安裝低壓無功補償裝置后，降低了供電線路和變壓器的有功功率損耗，提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)。
4注意事項
4.1補償方式的選擇
低壓無功補償裝置的方式主要有集中補償、分散補償、就地補償及混合補償，要根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的情況來確定，每種補償都有自己的優(yōu)缺點，需綜合考慮以確定補償方式。
4.2無功補償容量的確定
根據(jù)負載情況和負載特性來確定比較可行。通過負載和補償前的功率因數(shù)及變壓器的容量，通過理論計算來確定補償電容器的容量比較科學，選擇補償容量過大，造成補償裝置的浪費;過少，補償裝置的意義就沒有發(fā)揮出來，所以，補償裝置容量的確定是十分重要的。
4.3目標功率因數(shù)的確定
供電部門對功率因數(shù)的要求是大于0.9，為了發(fā)揮無功補償裝置的最大效益和資金投入的問題，選取功率因數(shù)在0.95的比較合理，但考慮到變壓器和輸電線路所消耗的無功功率仍由電網(wǎng)提供，因此目標功率因數(shù)一般確定為O.96，這樣，就能充分發(fā)揮無功補償裝置的節(jié)能效益，并且還可得到供電部門的電費獎勵。
4.4高次諧波的問題
電網(wǎng)中大量的非線性負載的使用產(chǎn)生了大量的諧波并在電網(wǎng)中流動，而諧波是無功補償電容的大敵，甚至將造成電容器過載，引起切換電容開關(guān)損壞，所以由接觸器投切電容改為無觸點的晶閘管來投切電容比較好，可減少電容投切時對電網(wǎng)的沖擊，減少事故發(fā)生率。如果負載是比較單一穩(wěn)定的感性負載，可不裝電抗器。這樣可減少補償裝置的資金投入，如負載中有大量的變頻設(shè)備等，就要加裝電抗器來抑制諧波，防止因諧波引起的各種故障。
5結(jié)束語
安裝低壓無功補償裝置是提高供電電網(wǎng)功率因數(shù)，減少供配電設(shè)備及輸電線路有功電能損耗的有效節(jié)能措施。補償裝置的安裝，給企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟效益和社會效益，是值得推廣的一種節(jié)能有效措施。
（轉(zhuǎn)載）
