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低压无功补偿装置在临电施工中的选择及应用
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摘要：本文根据大型基建项目临时用电管理的常见模式，总结了低压无功补偿装置在施工用电过程中的补偿方式选择、补偿量计算等方法，并提出低压无功补偿方案应用前后的经济性分析对比。本成果适用于指导大型基建项目临时用电方案的选择，具有极强的推广价值。
关键词：集中补偿；静电电容器；静止补偿器；补偿容量
1引言
在大型基建项目施工中，对用电设备的需求及使用量越来越大，对用电量及电压质量的需求也越来越高。施工现场使用的电动机械设备将产生很大的感性无功。施工现场含有线圈的用电设备将会导致线路的功率因素下降。各地供电部门对功率因数有明确的奖惩规定,为减少功率因素产生的罚款、减低电能的无功耗损、改善电压，施工现场通过安装无功补偿装置来抵消临电系统中的感性无功，从而达到降低成本、增加用电效率的目的。
本文结合某新建电厂项目的工程实例进行分析。
2无功电源的分类及调节特性
无功电源可分为发电机、同步调相机、静电电容器和静止补偿器这4种，本文着重对静电电容器和静止补偿器进行特性分析。
2.1静电电容器
静电电容器只能向系统提供感性无功功率，不能吸收无功功率，它所提供的感性无功功率Qc与所在节点的电压U平方成正比，公式为：
Qc=U2/Xc1
式中Xc=1/wc为静电电容器容抗。
2.2静止补偿器
静止补偿器由静电电容器与电抗器并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结合起来，再配以调控电抗器的电力电子调节装置，就成为能够平滑改变输出或吸收无功功率的静止补偿器。
与静电电容器相比，静止补偿器能快速、平滑地调节无功功率，克服了电容器作为无功补偿装置只能作电源不能作负载，调节不连续的缺点。但其缺点在于造价过高。
3补偿方式
3.1集中补偿
补偿装置安装在供电变压器高压侧或低压侧上进行补偿。补偿装置安装于高压侧适用于负荷容量较小的情况，补偿装置安装于低压侧适用于的负荷容量较大的情况。
3.2分散补偿
补偿装置安装在单独负荷的进线上，一般适用于功率较大的用电设备。
3.3补偿方式的选择
根据施工现场的用电的特点、经济性、维护保养等方面综合考虑，宜选择集中补偿的方式。如右图，在各变压器低压柜馈线侧安装补偿装置。
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集中补偿主接线图
补偿容量计算
4.1现场设备情况实例
某新建电厂项目的现场施工临时用电及生活临时用电负荷为3000kVA，现场配备1000kVA干式变压器1台、800kVA干式变压器1台、630kVA干式变压器5台、315kVA干式变压器1台为上述负荷供电，功率因素考虑为0.65（以实际情况为准）。本文以1000kVA干式变压器加设无功补偿装置为例进行计算，要求补偿后低压侧功率因素达到0.90，低压侧母线标称电压Un为400V。
4.2补偿容量的选择
4.2.1采用静电电容器时的容量选择
Uc1=Un=400V。该台变压器有功功率P=650kW，无功功率Q=760kvar（为简便计算，这里假设变压器为理想变压器），补偿前功率因素为0.65，要求补偿后功率因素为0.90。αav（年平均有功）取0.7，查《工业与民用配电设计手册》表1-19，得qc（无功补偿补偿率）=0.685，则有：Qc1=αav×P×qc=227.5kvar（取240kvar，电容器30kvar一组）
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.2.2采用静止补偿器时的容量选择
功率因数调整电费比例对照表
根据实际现场情况，由于临电系统是三相、两相接线方式混用，将产生较多三次谐波，且现场大量电焊机、临时照明使用的气体放电灯也会产生谐波污染，故本文这里选择电抗率13%的电抗器（如施工现场临电系统中产生的5、7次谐波污染严重，则可选择电抗率7%的电抗器）。此时电容器额定电压为Uc2=400/(1-13%)=460V，此种情况下的Qc2（无功补偿补偿率）=Uc22×(1-13%)×Qc1/Un2=4602×(1-13%)×240/4002=276.1kvar（取300kvar）。
5集中无功补偿经济性分析
还是以上述工程为实例进行分析计算，以工程所在地供电管理部门的计费为标准，且不考虑阶梯电价的情况。因现场630kVA干式变压器占多数，下面对单台630kVA变压器进行分析。
5.1无无功补偿装置
按满负荷情况计算，根据地方标准按最大需量计费为27元/kVA·月进行计算，基本电费=630×27=17010元。
功率因素取0.65，有功功率P=Sxcosφ=630×0.65=409.5kW，电费以0.8元/kWh计算。电度电费（每天按满负荷6个小时计算）=409.5×6×30×0.8=58968元。根据功率因数调整电费比例对照表，按0.9标准功率因素补偿，
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