无功补偿分段容量选用问题

前言

低压无功补偿的应用，客户常面临补偿分段容量选用问题。

从常规的角度，若采用单段小容量，则分段数量较多，可实现安全的控制。

但从投资的角度，若选用单段大容量，则所须分段数量少，整体无功补偿设备投资就越经济。

那么在无功补偿设计规划初期，该如何选择分段容量与段数?

今天我们从由行业规定与常规运用两观点进行探讨

1.行业规定规

根据《GB50227-2008并联电容器装置设计规范》3.0.3中规定

各分组电容器投切时，不能发生谐振，同时还要防止谐波的严重放大。谐振是谐波严重放大的极端状态，谐振将导致电容器组产生严重过载，引起电容器产生异常声响和振动，导致外壳膨胀变形甚至爆裂。为了躲开谐振点，电容器组设计之前，应测量和分析系统主要谐波含量，按本条规定的谐振容量计算公式计算，在设计分组容量时，根据确定的电抗率配置，避开谐振容量，电容器组在各种容量组合投切时，才能躲开谐振点。加大分组容量，减少组数是躲开谐振点的措施之一，同时，要考虑运行时容量调节的灵活性，以便达到较髙的投运率，使电容器发挥最大的效益。因此，本次规范修订特别强调了“……并应满足系统无功功率和电压调控要求”另外，正式投产前，应进行投切试验，测量系统谐波分量变化，如有过分的谐波放大或谐振现象产生，应采取对策消除。

根据《GB50052-2009供配电系统设计规范》6.0.11中规定

6.0.11 电容器分组时，应满足下列要求：

1 分组电容器投切时，不应产生谐振。

2 应适当减少分组组数和加大分组容量。

3 应与配套设备的技术参数相适应。

4 应符合满足电压偏差的允许范围。
由国标设计规范所建议的设计原则，应减少无功补偿的分段数量，并加大单段补偿容量。

2.行业常规运用

(1) 小容量变压器: 总无功补偿量小

一般小容量变压器的总无功补偿容量相对较小，选择分段数及容量时，根据实际需求进行设计。

总无功补偿装置容量180kvar为例，则可使用下列几种配置方式：

单段容量20 kvar，共9组：不推荐

单段容量30 kvar，共6组：推荐

单段容量60 kvar，共3组：不推荐

单段容量90 kvar，共2组：不推荐

(2) 大容量变压器: 总无功补偿量大

一般应用于大容量变压器的总无功补偿容量相对较大，选择分段数及容量时，即不需考虑采用小容量多段数。

总无功补偿装置容量600kvar为例，则可使用下列几种配置方式：

单段容量20 kvar，共30组：不推荐

单段容量30 kvar，共20组：不推荐

单段容量50 kvar，共12组：不推荐

单段容量80 kvar，共8组：推荐

单段容量100 kvar，共6组：推荐

(3) 大容量变压器，总无功补偿量大，但尖峰与离峰所需的补偿差异很大

一般城市建筑或商用大厦，其负载用电具有尖峰与离峰变化的特性，白日所需的补偿需求大，但在夜间用电量小，所需补偿需求变小，部份工矿企业的负载用电也有相似特性。应用在此类负载之无功补偿分段设计可考虑采用：小容量+大容量之配置。

一般，应用不同单段容量配置，采用大容量与小容量之比值为2

总无功补偿装置容量以600kvar为例，则可使用下列几种配置方式：

单段容量 30kvar，1组+单相容量 60kvar，10组：不推荐

单段容量 40kvar，1组+单段容量 80kvar，7组：推荐

单段容量 50kvar，1组+单段容量 100kvar，6组：推荐

3.路之生建议：二进制分组

以总无功补偿装置容量300kvar为例，若常规20Kvar一组，则分为15组；

按我司二进制分组方法分为：20Kvar1组、40Kvar1组、80KVAR3组，共计5组，与分为20Kvar，共15组的容量覆盖完全一样。二进制分组方法既能有效的达到功率因数要求还能降低投资成本。

我司设计原则：

1. 符合国标建议的设计原则与规范

2. 降低无功补偿设备整体投资费用

3. 减少异常故障点，降低异常发生的机率

4. 减少维护保养点，降低维护保养的成本

注意负荷变化大的现场，单组容量过大可能也无法满足现场要求。

不同行业不同负载实际情况千差万别，需通过专业技术人员检测后定制符合现场的方案，切勿死搬硬套。我们秉持着”安全+有效+经济”之理念，为客户提供整体定制解决方案，若有任何无功补偿与谐波改善的问题，路之生将竭诚为您服务!