电力电容器串联电抗器及其补偿容量的算法

胡天祥，黎军华

(乐山一拉得电网自动化有限公司,四川 乐山 614000)

供电部门一般要求用户的月平均功率因数达到0.9以上[1]，在供电部门与用户的计量交接点进行电度计量和功率因数考核，大多数工业单位用户计量交接点通常设置在配电变压器的高压侧即10 kV侧，采用这种计量方式，需要把变压器自身的无功和负荷的无功统一考虑进来：一方面，变压器空载电流由励磁电流和铁损电流组成，其值通常为0.40%～1.50%倍额定电流[2]，变压器空载时功率因数很低，需要加装专门的固定补偿电容器；另一方面，负荷中的异步电动机、照明等设备的无功也需要进行补偿，通常经济可行的方法是在变压器低压侧加装自动补偿装置，补偿装置的容量按变压器容量的10%～30%配置，可根据负荷性质适当调整。

1 用户自然平均功率因数的计算

1.1 低压侧功率因数

配电变压器0.4 kV出线侧的自然平均功率因数[3]可结合负荷系数和计算功率求得:

(1)

式中：Pc—企业的计算有功功率，kW；

Qc—企业的计算无功功率，kvar；

αav、βav—年平均有功、无功负荷系数。

1.2 高压侧功率因数

计及变压器的功率后，配电变压器高压侧的自然平均功率因数[4]为

(2)

式中：SrT—变压器的额定容量，kVA；

I0%—变压器空载电流百分比；

UK%—变压器短路电压百分比；

β—变压器的负荷率，%；

PK—变压器额定负载损耗，kW。

当变压器的负荷率β不大于85%时，其有功损耗和无功损耗大致可按式(3)、式(4)计算[5]：

ΔPT=0.01SC

(3)

ΔQT=0.05SC

(4)

式中：SC—变压器的计算视在功率，kVA。

式(2)中考虑了变压器的损耗ΔPT和ΔQT，而变压器的无功损耗ΔQT是其有功损耗ΔPT的5～10倍左右[6]，考虑了变压器的损耗后功率因数会下降，从工程应用的经验值来看，功率因数的下降值在0.02左右。……