并联电容器补偿容量的计算.pdf

并联电容器补偿容量的计算 侯振峰 上海宝冶建设有限公司工程设计中心，上海市2 0 0 9 4 1 C a l c u l a t i o no ft h eC 伽p e I 琏a t i o nC a p a c i t yo fP a r a U e lC a p a c i t o r H o uZ h e n f ．e n g E n g i n e e r i n gD e s i g nC e n t e ro fS h a n g h a iB a o y eC o n s t m c t i o nC o r p ．，L t d ．，S h a n g h a i2 0 0 9 4l ，C h i n 8 A b s t r a c tA i m e da tt h ec a l c u l a t i o nf ‘脚I l l ao f c o m p e n s a t i o nc 印a c 畸f o rp a r a U e lc a p a c i t o rp r o p o ∞di n t h et v md e s i g nm a n u a l sf o rp o ’忙rd i s t r i b u t i o n ，c o m b i n e d w i t h e n 百n e e r i n ge x a m p l e s ，c o m p e n s a t i o nc a p a c i t yo f p a r a l l e lc a p a c i t o rh a sb e e nd e t e 珊i n e db yc a l c u l a t i o n ． I na c c o r d a n c ew i t ht h i sV a l u e ，t l l ef o 珊u l a 矛v e ni nt } l e t w Dk i n d so f p o w e rd i s t r i b u t i o n m 彻u a l sh a v e b e e n a n a l y z e d ． K e yw o r d s P a m l l e lc 印a c i t o r C a l c u l a t i o no f c o m p e n s a t i o nc a p a c i t r P o w e rf a c t o r 摘要针对两种配电设计手册提出的并联电容 器补偿容量的计算公式，结合工程实例进行计算，求 出并联电容器补偿容量，并根据此值对两种配电手册 中的公式进行分析。 关键词并联电容器补偿容量计算功率因数 1前言 供电部门一般要求用户的平均功率因数达到 0 ．9 以上，当用户自然功率因数较低，应装设必要 的无功功率补偿设备。以提高用户的功率因数，目 前常采用并联电容器。实践中在变压器高压侧计量 功率因数，而电容器安装在变压器低压侧母线上进 行无功功率集中补偿。 在工业与民用配电设计手册 第三版 中， 补偿容量计算公式按下式确定 Q c P c t g 妒I t g 妒2 1 式中Q c 补偿容量，k v 盯； P c 企业的计算有功功率，k w ； t 9 9 。、t 胂补偿前、后计算负荷功率因 数角的正切值。 在钢铁企业电力设计手册中，补偿容量计算 公式按下式确定 Q c a 气 t g 妒l t g 妒2 2 式中a 平均负荷系数，取O ．7 ～O ．8 ； 如企业的计算有功功率，k W 。 2 问题的提出 以某钢构厂车间一变电所为例，已知变电所高压 侧1 0k V ，低压侧0 ．4k V ，向车间内用电设备配电， o ．4k V 侧计算负荷巳 l2 0 0k w 、％ l3 0 0k V a r ， 当地供电部门主张采用低压补偿方式，补偿前自然平 均功率因数为 c o s 妒l2 O ．6 2 8 式中兄计算有功功率，k w ； 仉计算无功功率，k v 盯； ％，年平均有功负荷系数，取0 ．7 ； 尾。年平均无功负荷系数，取0 ．8 。 补偿前功率因数角的正切值为t g 妒。 1 ．2 3 9 。 假定忽略变压器的损耗，补偿后高压侧功率因数 要求c o s 妒2 0 ．9 ，那么t g 妒2 0 ．4 8 4 。 按照公式 1 计算Q c P c t g 妒l t g 妒2 l2 0 0 1 ．2 3 9 0 ．4 8 4 9 0 6 k v a r 。 选取3 0k v 缸的并联电容器3 1 个。则实际补偿容 量为Q 3 0 3 l 9 3 0k v a r 。 按照公式 2 计算Q c a 气 t g 妒广t g 妒2 2 1 苎璧皇查曼 矍堡曼塑盐蔓 苎苎 ■■一 万方数据 电气设计网 建虢电乞。 - _ l _ _ _ _ I ■B U I L D } N G 2 口口9 年第4 期lE L E C T R l C l T Y 0 ．7 l2 0 0 1 ．2 3 9 0 ．4 8 4 6 3 4 ．2k V a r o 选取3 0k v a r 的并联电容器2 2 个。则实际补偿容 量为Q 3 0 2 2 6 6 0k v a r 。 上述两个公式计算的结果相差9 0 6 6 3 4 ．2 2 7 1 ．8k v a r ，究竟哪个公式计算的结果更接近实际 应用中所需的低压侧补偿容量呢 3 校验补偿后的功率因数 工业与民用配电设计手册 第三版 补偿后 功率因数校核计算公式为 c o s 妒2 3 变压器的损耗为 P 掼 o ．0 1 O ．0 l l7 6 9 ．2 1 7 ．6 9 2k W Q 擅 o ．0 5 甄 0 ．0 5 l7 6 9 ．2 8 8 ．4 6 k v a r 考虑变压器损耗重新进行校验，则式 3 为 c o s 妒2 利用式 6 再次校验式 1 计算的结果 式中Q 人工补偿容量，k v a r 。， 首先根据式 3 校验式 1 计算的结果 c 。8 妒2 c O s 妒2 0 ．9 3 5 利用式 6 再次校验式 2 计算的结果 O ．9 5 6 4 其次根据式 3 校验式 2 计算的结果 c 0 8 妒2 c o s 妒2 4 分析 O ．8 8 2 5 比较式 4 和 5 ，式 4 计算结果满足要 求，而式 5 计算结果达不到要求，笔者在计算之 前忽略了变压器的损耗。0 ．4k V 侧视在功率为 s ；l NP i Q 、／l2 0 0 2 l3 0 0 2 ． 17 6 9 ．2k V ．A 2 2 ■■■■熊型堕丝塑 O ．8 5 8 6 7 8 5 结论 综合上述计算结果，式 8 补偿后功率因数没 有达到供电部门的要求，因此笔者认为工业与民 用配电设计手册中补偿容量的计算公式是可以在 低压侧并联电容器补偿无功功率工程中运用，不建 议在低压侧并联电容器补偿无功功率时运用钢铁 企业电力设计手册中补偿容量的计算公式，式 1 能够提高用户低压侧无功补偿计算时补偿容量 的准确性。 该钢构厂设计时，笔者采用低压侧并联电容器补 万方数据 电气设计网 双变压器与柴油发电机结合配电系统小议 沈冬冬 华东建筑设计研究院有限公司，上海市2 0 0 0 0 2 D i s c u 翳i o na b o u tt h eD i s t r i b u t i o nS y s t e mC 帅b i n e dt h eD u a l - t r a 璐f o m e r w i t hD i e s e lG e n e r a t o r S h e nD 佃g d o n g E 鹅tC h i n aA r c h i t e c t u r a lD e s i g n R e ∞a r c hI n s t i t u t eC o ．，L t d ．，s h a f l g h a i2 0 0 0 0 2 ，C h i 眦 A b s t r a c t B u 订d i n gt y p e st h a ta r es u i t a b l ef o rt l l e c o m b i n e dd i s t r i b u t i o no fd u a l t r a n s f b 肿e rw i t hd i e s e l g e n e r a t o r a r ei n t m d u c e d ．S 0 m e p m b l e m s t ow h i c h a t t e n t i o ns h o u l db ep a i di nt | l ed e 8 i g I lo fd u a l - t r a n s f o 衄e r d i s t r i b u t i o na n dd i e s e l g e n e I l a t o r d i s t r i b u t i o na 1 ．e a n a l y z e d ．n m u g I lp E ∞t i c a le n 矛n e e r i n gd e s i g f l ， b o t h d i s t d b u t i o nc o n n e c t i o nm o d e sa r e c o m p r e h e n s i V e l y d e s c r i b e d ．Av i a b l ef o 彻o fd i s t r i b u t i o ns y s t e mi sp u t f ．0 1 w a r d ． K e yw o r d sD i s t r i b u t i o ns y s t e m G m u n d i n gm o d e E l e c t r i c a ld e s i g I l ’r r a n s f o 珊e rD i e s e lg e n e r a t o r 摘要介绍了适合采用双变压器与柴油发电机 相结合进行配电的建筑类型．分析了双变压器配电及 柴油发电机配电设计中需注意的一些问题，通过实际 工程设计．对这两种配电接线方式进行了综合表述， 提出了一种可行的配电系统形式。 关键词配电系统接地形式电气设计变压 器柴油发电机 在大中城市的建设中，办公楼与酒店建筑占据 了相当的比例。作为电气设计工作者常会涉及到这 些建筑。这些建筑大多为高层建筑，其电力负荷一 般都有较多的一级负荷。在电气设计中，由于申请 的两路市电电源往往来自同一个区域站，不能满足一 级负荷的要求，因此在解决此类建筑的配电问题时 经常采用市电与柴油发电机结合的方式，满足一级负 荷的供电要求。 对于一栋建筑面积为3 ～5 万m 2 的高层建筑来 说．用电指标取7 0 W ，m z ，根据估算一般采用两台规 格相同，容量为l0 0 0 ～20 0 0k V A 的变压器供电。 又由于具体建筑的设计要求不同，其一级负荷大约占 总负荷的1 0 ％。2 0 ％，即为1 0 0 ～4 0 0 k V A 不等，另 需要采用一台1 5 0 6 0 0k V A 柴油发电机供电。 对于上述估算的计算过程，由于已有很多文献 资料介绍，本文不再赘述，具体可参考工业与民用 配电设计手册 第三版 中的计算公式与过程。 本文将结合实际工程设计，着重就双变压器与 柴油发电机结合的配电系统的应用，展开讨论。 1双变压器配电系统 1 ．1电源 偿无功功率，计算方法采用工业与民用配电设计手 册中补偿容量的计算公式。在实际应用中，下表中 钢构厂车间变电所实测数据 7 I 铀．M e a s u r e dd a t af o r t h e8 u b s t a t i o ni nt l l ew o r k 8 h 叩 o fs t e e lc o n s t r u c t i o np l a n t 序号 有功功率 k W 补偿容量 k v 盯高压侧功率因数 l11 5 2 9 0 0 0 ．9 2 2 2l0 2 58 4 00 ．9 1 2 310 7 28 7 0O ．9 1 l 实测数据充分证明该公式满足工程中低压侧并联电容 器补偿容量的计算。 叠番盏函五■ 1 中国航空工业规划设计研究院组编．工业与民用配 电设计手册．第三版．北京中国电力出版社，2 0 0 5 2 l ，2 2 ． 2 钢铁企业电力设计手册组委会编．钢铁企业电力 设计手册．北京冶金工业出版社，1 9 9 6 4 1 4 ． 2 0 0 9 一0 2 一1 2 来稿 2 0 0 9 一0 3 2 4 修回 堡塞曼曼墨矍垫壅皇墼篓鱼曼皇墨堡 堡 些 ■I 一 2 3 万方数据 电气设计网