一种变压器轻载运行时的功率因数补偿装置、连接系统及其补偿方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种功率因数补偿装置、连接系统及其补偿方法。
【背景技术】
[0002] 通常我们认为电力系统中高压用户用电负荷理想情况下的运行状态是功率因数 接近1. 0,略微程感性，电流略微滞后电压。这种运行方式能保证变电所的出线功率因数接 近1. 0,通过变电所电容器组的自动投切保证主变压器二次侧输出功率因数也接近1. 0,主 变压器容量利用率达到最高，线损达到最小。供电部门为了保证变电所主变压器容量利用 率达到最高、线损降到最低，对高压用户用电负荷的功率因数进行了考核，当用户的功率因 数较好时给予其一定奖励，功率因数较差时给予一定处罚。
[0003] 在实际用电过程中，大多数高压用户可以通过低压无功补偿装置自动补偿电容 器，使总体功率因数达到考核标准。目前市面上普遍使用的低压无功补偿装置补偿原理为： 从配电变压器低压侧出线总开关下粧头母排取电流信号，从低压母线取电压信号，通过控 制器微机计算得到需补偿无功功率值，按照自动寻优或循环投切方式投切电容器，使功率 因数达到设定标准。
[0004] 该低压无功补偿装置存在以下缺点：①采样信号均取自配电变压器低压侧，因此 其实际效果仅能保证变压器低压侧负荷输出功率因数补偿至设定标准以上，无法保证变压 器高压侧输入功率因数达到标准值。②各厂家生产的无功补偿控制器工作条件均为变压器 负荷达到一定值以上（各厂家产品不同，灵敏度不同），未考虑变压器严重轻载甚至接近空 载这一运行状态下的无功补偿，对严重轻载变压器无补偿措施。
[0005] 因此少数高压用户由于各种原因（设备调试、季节性峰谷生产、节假日放假、业务 量下降等）造成短时（几周、几个月）生产负荷下降甚至停产，仅剩办公照明生活等基础用 电时，此时变压器严重轻载甚至接近空载，无法通过低压无功补偿装置进行补偿，实际功率 因数很低。当供电部门考核其功率因数时，力调电费罚款往往占电费很大比重。实际根据供 电部门统计：月力调电费罚款上万元的用户60%是由于变压器严重轻载功率因数低引起。 因此，如何提高变压器轻载运行时的功率因数是急需解决的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供一种变压器轻载运行时的功 率因数补偿装置，可以提高变压器轻载甚至接近空载运行时的功率因数，避免高供高计用 户负荷低时功率因数低所引起的力调电费罚款。
[0007]为了实现上述目的，本发明所设计的一种变压器轻载运行时的功率因数补偿装 置，包括箱体，所述箱体内设有并联设置的若干组补偿单元，所述补偿单元包括依次串联在 一起的空气开关、熔丝以及电容器，所述空气开关上连有可与变压器低压母排相连接的连 接导线，所述电容器上连有接地导线。
[0008] 进一步，还包括若干电抗器，所述电抗器串联在熔丝与电容器之间。
[0009] 进一步，还包括若干通过熔丝与空气开关相连接的指示灯。
[0010] 优选的，所述电容器为三相电容器，内部接线方式为三角形连接。
[0011] 优选的，所述补偿单元为三组，让补偿更精确。
[0012] 通过控制空气开关的分合调节电容器的电容量大小或者电容器与电抗器的组合 电容量的大小，从而提高变压器在轻载甚至接近空载运行的情况下的功率因数，从而避免 高供高计用户负荷低时功率因数低所引起的力调电费的罚款。
[0013] 本发明还提供了一种使用上述的变压器轻载运行时的功率因数补偿装置的连接 系统，包括依次相连的高压侧计量装置、变压器、低压出线总开关、低压无功补偿装置以及 用户负载，所述功率因数补偿装置与变压器低压母排相连接，所述功率因数补偿装置与变 压器低压母排的连接点位于低压出线总开关上粧位置，且在低压无功自动补偿装置中控制 器的电流信号取样点之前。将功率因数补偿装置与变压器低压母排的连接点设置在低压无 功自动补偿装置中控制器的电流信号取样点之前，可以提高变压器轻载运行时系统整体功 率因数补偿的灵敏度。
[0014] 其中低压无功补偿装置为现有技术，如JKW、RVC等型号，不再赘述
[0015] 本发明还提供了一种使用上述变压器轻载运行时的功率因数补偿装置的连接系 统的补偿方法，包括以下步骤：
[0016]a、对变压器轻载运行时消耗的无功功率进行估算，以该估算值为基础选择相适应 型号的功率因数补偿装置并接入该连接系统中；
[0017]b、对用户实际变压器轻载运行消耗的无功功率以及照明、办公、生活等基础用电 消耗的无功功率进行测算，从而得到该用户该运行状态下从电网吸收的无功功率，再根据 无功功率调节功率因数补偿装置中的电容器的电容量或者电容器与电抗器的组合电容量， 从而使变压器在轻载运行时能够提高功率因数达到标准值。
[0018] 进一步，所述对用户实际变压器轻载运行消耗的无功功率以及照明、办公、生活等 基础用电消耗的无功功率的测算公式为：Q= 其中，W2、Wi表示用户仅基础用 电期间不同日期的无功电能表读数，n表示W2、Wi的天数差，W2、Wi可以直接从供电部门电力 用户用电信息采集系统中得到。
[0019] 进一步，所述变压器轻载运行消耗的无功功率进行估算公式为：qt= IQ(% )*SN/100,其中IJ% ):变压器的空载电流百分比；SN:变压器的额定容量。
[0020] 优选的，所述电容器的电容量或者电容器与电抗器的组合电容量的调节范围为 0-10kVar〇
[0021] 本发明得到的一种变压器轻载运行时的功率因数补偿装置、连接系统及其补偿方 法，其技术效果是：1、可以直接补偿配电变压器轻载甚至接近空载运行情况下的无功损耗 以及照明、办公、生活等基础用电消耗的无功，使变压器在轻载运行甚至在接近空载运行情 况下高压侧输入功率因数达到标准值；2、该装置接入系统无功容量可调节，且调试方式简 单，仅需控制空气开关的分合即可将电容器打到合理值，适合用户电工操作，无安全隐患； 3、该装置和低压无功补偿装置配合使用，不影响用户正常负荷下用电；4、该装置结构简单， 成本低；5、经济效益明显，可以避免因用户负荷低时功率因数低所引起的力调电费的罚款； 6、该装置一旦调节完成后用户无需再操作本装置，无需维护。