無功補償分段容量選用問題

前言

低壓無功補償的應用，客戶常面臨補償分段容量選用問題。

從常規的角度，若采用單段小容量，則分段數量較多，可實現安全的控制。

但從投資的角度，若選用單段大容量，則所須分段數量少，整體無功補償設備投資就越經濟。

那么在無功補償設計規劃初期，該如何選擇分段容量與段數?

今天我們從由行業規定與常規運用兩觀點進行探討

1.行業規定規

根據《GB50227-2008并聯電容器裝置設計規范》3.0.3中規定

各分組電容器投切時，不能發生諧振，同時還要防止諧波的嚴重放大。諧振是諧波嚴重放大的極端狀態，諧振將導致電容器組產生嚴重過載，引起電容器產生異常聲響和振動，導致外殼膨脹變形甚至爆裂。為了躲開諧振點，電容器組設計之前，應測量和分析系統主要諧波含量，按本條規定的諧振容量計算公式計算，在設計分組容量時，根據確定的電抗率配置，避開諧振容量，電容器組在各種容量組合投切時，才能躲開諧振點。加大分組容量，減少組數是躲開諧振點的措施之一，同時，要考慮運行時容量調節的靈活性，以便達到較髙的投運率，使電容器發揮最大的效益。因此，本次規范修訂特別強調了“……并應滿足系統無功功率和電壓調控要求”另外，正式投產前，應進行投切試驗，測量系統諧波分量變化，如有過分的諧波放大或諧振現象產生，應采取對策消除。

根據《GB50052-2009供配電系統設計規范》6.0.11中規定

6.0.11 電容器分組時，應滿足下列要求：

1 分組電容器投切時，不應產生諧振。

2 應適當減少分組組數和加大分組容量。

3 應與配套設備的技術參數相適應。

4 應符合滿足電壓偏差的允許范圍。
由國標設計規范所建議的設計原則，應減少無功補償的分段數量，并加大單段補償容量。

2.行業常規運用

(1) 小容量變壓器: 總無功補償量小

一般小容量變壓器的總無功補償容量相對較小，選擇分段數及容量時，根據實際需求進行設計。

總無功補償裝置容量180kvar為例，則可使用下列幾種配置方式：

單段容量20 kvar，共9組：不推薦

單段容量30 kvar，共6組：推薦

單段容量60 kvar，共3組：不推薦

單段容量90 kvar，共2組：不推薦

(2) 大容量變壓器: 總無功補償量大

一般應用于大容量變壓器的總無功補償容量相對較大，選擇分段數及容量時，即不需考慮采用小容量多段數。

總無功補償裝置容量600kvar為例，則可使用下列幾種配置方式：

單段容量20 kvar，共30組：不推薦

單段容量30 kvar，共20組：不推薦

單段容量50 kvar，共12組：不推薦

單段容量80 kvar，共8組：推薦

單段容量100 kvar，共6組：推薦

(3) 大容量變壓器，總無功補償量大，但尖峰與離峰所需的補償差異很大

一般城市建筑或商用大廈，其負載用電具有尖峰與離峰變化的特性，白日所需的補償需求大，但在夜間用電量小，所需補償需求變小，部份工礦企業的負載用電也有相似特性。應用在此類負載之無功補償分段設計可考慮采用：小容量+大容量之配置。

一般，應用不同單段容量配置，采用大容量與小容量之比值為2

總無功補償裝置容量以600kvar為例，則可使用下列幾種配置方式：

單段容量 30kvar，1組+單相容量 60kvar，10組：不推薦

單段容量 40kvar，1組+單段容量 80kvar，7組：推薦

單段容量 50kvar，1組+單段容量 100kvar，6組：推薦

3.路之生建議：二進制分組

以總無功補償裝置容量300kvar為例，若常規20Kvar一組，則分為15組；

按我司二進制分組方法分為：20Kvar1組、40Kvar1組、80KVAR3組，共計5組，與分為20Kvar，共15組的容量覆蓋完全一樣。二進制分組方法既能有效的達到功率因數要求還能降低投資成本。

我司設計原則：

1. 符合國標建議的設計原則與規范

2. 降低無功補償設備整體投資費用

3. 減少異常故障點，降低異常發生的機率

4. 減少維護保養點，降低維護保養的成本

注意負荷變化大的現場，單組容量過大可能也無法滿足現場要求。

不同行業不同負載實際情況千差萬別，需通過專業技術人員檢測后定制符合現場的方案，切勿死搬硬套。我們秉持著”安全+有效+經濟”之理念，為客戶提供整體定制解決方案，若有任何無功補償與諧波改善的問題，路之生將竭誠為您服務!