低压无功补偿容量选用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于低压配网技术领域，尤其是一种低压无功补偿设备容量选用方法。
【背景技术】
[0002] 配网无功功率的选型及选择容量的大小，通常设计部门按常规，对低压（0. 4kV) 侧电容补偿容量的确定，基本上沿用主变容量10~30%，部分配电线路端，按主变容量 40%~45%，作为无功补偿容量的选择原则。基本上没有根据电源侧电能质量背景评估报 告，并折算到低压侧（0.4KV)的参数，同时计算出低压侧的短路容量；并对用户的主要电器 设备报表进行分析，得出其特征性质；测算最高和常用负荷的变化曲线，而计划设置的补偿 容量，是否会造成谐波放大等诸因素统筹分析却很少。结果导致以下问题：
[0003] 1.会使部分用户的电容柜投切不上；烧电容柜开关，经常熔断电容柜保险或损坏 电力电容器事件频频发生。
[0004] 2.对于具有点焊机群、碰焊机群、单相交流弧焊机群的负荷由于选型不对，造成无 功补偿反应速度太慢甚至会加剧电流的脉冲性，使用户产品质量下降的后果。
[0005] 3.市场上流通的产品，也不能完全适应各种性质负荷的需要，产品以用电侧为线 路负荷为基本假设而生产的，遇到谐波较大的用户，简单加装电抗器来应付是不完善的。电 力电容的投切以电压为约束条件，功率因数为投切阀值的原理也是不完善的。缺乏电容器 投切后电压、无功变化的动态预算，作为反馈信号的动态跟踪，避开产生投切振荡的闭环技 术措施。而采用1分钟只允许发生一次投切作为锁定条件躲避反复动作的问题取样信号一 般采用线电压和相电流的相位差，这种方式的取样原理，在相电流较小时，功率因数常常出 错。所以部分生产厂家，将电流互感器二次电流小于某值时，作为控制器的不灵敏区来锁 定，这就造成用户在低负荷时补偿失控。伴随二次额定电流为IA的电流互感器在电力市场 上的运用，这种现象将更加严重。交流接触器作为电容器投切的开关器件，作为低压侧电容 补偿的主流。这种方式使电容在投切时，浪涌电流不可避免，切时接触器触点的大电流，极 易拉弧。交流接触器在这种工况下工作，将缩短其运行寿命。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种低压无功补偿设备容量的 选用方法，用以解决现有低压无功补偿设备选取时，简单的按照配电变压器容量乘以相应 系数选取，造成无功补偿容量选取不恰当，从而影响无功补偿设备正常的问题，使低压配网 无功补偿设备容量选取合理化。
[0007] 本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
[0008] -种低压无功补偿容量选用方法，步骤如下：
[0009] ⑴收集用户安装主变容量相关技术数据及用户负荷报表，收集供电侧电能质量背 景评估数据及电网相关技术数据；
[0010] ⑵根据搜集得到的最大、最小系统短路容量、阻抗比值、额定电压、用户主变相关 预算设计补偿容量；
[0011] ⑶以设计补偿容量为基准，计算在该容量下的是否存在电网谐波放大，并按照三 类情况予以分类处理：
[0012] ①负荷侧非线性负荷大于主变容量的40% :用谐波滤波回路来抑制相应次数谐 波；
[0013] ②负荷侧非线性负荷大于主变容量的15%，小于主变容量的40% :在补偿回路中 设计相应的电抗器并同时提高补偿电容的耐压；
[0014] ③负荷侧非线性负荷小于主变容量的15% :按照计算容量进行电容补偿。
[0015] 而且，所述电网谐波放大的计算方法为：
[0016]
计算造成补偿放大的谐波次数，式中i为谐波次数、Q。为补偿电 容容量、为补偿侧短路容量；
[0017] 根据Af= MX/R)可得电压放大倍数，式中i为谐波次数、X为电容安装侧电抗、 R为电容安装侧电阻；
[0018] 根据Ven= jA fgVs计算η次谐波的电压放大有效值，式中A f为电压放大倍数、V 3为 η次谐波的有效值、Ven为放大后η次谐波的有效值；
[0019]
计算低压侧的谐波电压，式中VtoA电网侧传递到用电侧 的η次谐波电压，Vto为用电侧的η次谐波电压。
[0020] 而且，在补偿回路中设计相应的电抗器，则电容两端的电压根据Uei= U ?/1-Κ得 出，式中K为电抗率％ ;加装电抗器后实际向电网提供的无功功率根据Q1 = U ei2/Xe/l-K得 出，式中：1^为补偿电容两端的实际电压有效值；X e为基波容抗，提高补偿电容的耐压，此 时为达到设计中的无功补偿容量，装置电容容量根据Qf= h J · Q1Av2-I求得，式中也为 设计的无功功率、为产生谐波放大的谐波次数、Q f为实际补偿侧装置的容量。
[0021] 本发明的优点和积极效果是：
[0022] 1.本方法在选取低压无功设备补偿容量时，将用户安装主变容量相关技术数据及 用户负荷报表进行分析，得出其特征性质，同时对供电侧电能质量背景评估数据及电网相 关技术数据进行计算，避免按照设计规程规定的单一数据进行容量选取，不能够全面的考 虑被补偿系统的实际补偿需求，从而能够更加贴合实际需要，真正做到按照系统补偿需要 进行补偿设计。
[0023] 2.本方法根据无功补偿的特点，充分考虑谐波对于无功补偿的影响，计算无功补 偿容量时，先预算出设计补偿电容容量，以设计补偿容量为基准，计算在该容量下的是否存 在电网谐波放大，并按照三类情况予以分类处理：
[0024] (1)负荷侧非线性负荷大于主变容量的40%
[0025] 此种情况下，电容补偿后的谐波含量已经超过了国家标准的限制要求，需要用谐 波滤波回路来抑制相应次数谐波。
[0026] (2)负荷侧非线性负荷大于主变容量的15%，小于主变容量的40%
[0027] 此种情况下确定的补偿容量经计算产生谐波放大，并超过ANSL/IEEE (并联电力 电容器）标准，则需在补偿回路中设计相应的电抗器并同时提高补偿电容的耐压。
[0028] (3)负荷侧非线性负荷小于主变容量的15%
[0029] 此种情况下确定的补偿容量满足供电侧电能质量评估，低于国标的要求，按照计 算容量进行电容补偿即可。
【附图说明】