XX集团XX矿业分公司安装低压无功功率动态补偿可行性分析报告（2023年）.docx

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1、XX公司XX矿业分公司安装低压无功功率动态补偿可行性分析报告一、现场具体情况X年X月X日，我公司技术人员到贵公司（XX公司XX矿业分公司）进行了现场勘察，共勘察了3个配电室，具体情况分别如下：、传送带1#配电室：变电情况为35KV/400V,独立电源，主要负载为：传送带各部位电机，最大功率电机55KW（直起），最高电流IOoA。、传送带2#配电室：变电情况为35KV/400V,独立电源，主要负载为：传送带各部位电机，最大功率电机55KW（直起），最高电流150A。、水泵房：共三台45KW电机，两用一备，其工作时间为两个时段共12小时。二、无功补偿的原理和意义电网中的电力负荷如电动机、变压器等，

2、大部分属于感性负载，感性负载是根据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫无功功率。电网在感性负载运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装无功补偿设备以后，可以提供感性电抗所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的降损节能措施。电网中常用的无功补偿方式包括：在变电所母线集中安装并联电容器组；在高低压配电线路中分散安装并联电容器组；在配电变压

3、器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；在单台电动机处安装并联电容器等。设置无功补偿设备，不仅可使功率消耗减小，功率因数提高，还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。(一)无功补偿的原理电网输出的有功功率，是通过用电设备把电能转变为机械能，热能，化学能或声能等，是用户所需要的部分。而无功功率则不通过用电设备转变能量，对我们来说不能发挥作用。无功补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率来补偿。当前，国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。这种方法安装方便、建设周期短、造价低、运行

4、维护简便、自身损耗小。(一)无功补偿的原则提高用电单位的自然功率因数，无功补偿分为集中补偿，分散补偿和随机随器补偿，应该遵循：全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡；集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿主；高压补偿与低压补偿相结合,以低压补偿为主；调压与降损相结合，以降损为主的原则。(三)无功补偿的意义补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数。减少发、供电设备的设计容量，减少投资，提高功率因数后，线损率也下降了。减少设计容量，减少投资，增加电网中有功功率的输送比例，以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益。1、无功补偿改善电能质量电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量

5、关系十分密切。合理安装补偿设备可以改善电压质量。由于越靠近线路末端，线路的电抗越大，因此越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。2、无功补偿降低电能损耗安装无功补偿主要是为了降损节能，如输送的有功P为定值，加装无功补偿设备后功率因数由cos提高到cosl,因为P=UICOs,负荷电流I与cos成反比，又由于P=I2R,线路的有功损失与电流I的平方成正比。当cos升高，负荷电流I降低，即电流I降低，线路有功损耗就成倍降低。3、无功补偿挖掘发供电设备潜力(1)在设备容量不变的条件下，由于提高了功率因数可以少送无功功率，因此可以多送有功功率。可多送的有功功率AP计算如下：P=P1-P=S(cos1-

6、cos)(2)如需要的有功不变，则由于需要的无功减少，因此所需要的配变容量也相应地减少AS计算如下：AS=S-Sl=P(Icos-lcosl)可以减少供电设备容量占原容量的百分比为SS计算如下：SS=(cos1-cos)cos1=(1-coscos1)(3)安装无功补偿设备，可使发电机多发有功功率。系统采取无功补偿后，使无功负荷降低，发电机就可少发无功，多发有功，充分达到铭牌出力。4、无功补偿减少用户电费支出(1)可以避免因功率因数低于规定值而受罚。(2)可以减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗，因而相应可以减少电费的支出。综上所述，采用无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收

7、效快的节能措施。并联补偿电容器原理简单、使用方便、运行经济、投资省、可以分组投切保证电压合格率和合理的功率因数。我国各地区配网和农网很多地方平均功率因数偏低，有降低线损的潜力。通过计算，采用补偿电容器进行合理的补偿一定能取得显著的经济效益。三、电力系统中谐波的危害谐波的危害电力系统中谐波的危害是多方面的，概括起来有以下几个方面：1 .对供配电线路的危害(1)影响线路的稳定运行一供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护，它们容易受谐波影响，产生误动或拒动。这样，谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全运行。(2)影响电网的质量一电力系统中的谐波能

8、使电网的电压与电流波形发生畸变，从而降低电网电压，浪费电网的容量。2 .对电力设备的危害(1)对电力电容器的危害一当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流增加得更大，使电容器损耗功率增加，使电容器异常发热，在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。在谐波严重的情况下，还会使电容器鼓肚、击穿或爆炸。（2）对电力变压器的危害一谐波使变压器的铜耗增大，谐波还使变压器的铁耗增大。由于以上两方面的损耗增加，因此要减少变压器的实际使用容量。除此之外，谐波还导致变压器噪声增大，有时还发出金属声。（3）对电力电缆的危害一由于谐波次数高频率上升，再加之电缆导体截面积越大趋肤效应越明显，从而导致

9、导体的交流电阻增大，使得电缆的允许通过电流减小。3 .对用电设备的危害（1）对电动机的危害一谐波对异步电动机的影响，主要是增加电动机的附加损耗，降低效率，严重时使电动机过热。尤其是负序谐波在电动机中产生负序旋转磁场，形成与电动机旋转方向相反的转矩，起制动作用，从而减少电动机的出力。（2）对低压开关设备的危害一全电磁型的断路器；热磁型的断路器；电子型的断路器，都可能因谐波产生误动作。（3）对弱电系统设备的干扰4 .影响电力测量的准确性一特别是电能表（多采用感应型），当谐波较大时将产生计量混乱，测量不准确。5 .谐波对人体有影响一从人体生理学来说，人体细胞在受到刺激兴奋时，会在细胞膜静息电位基础上

10、发生快速电波动或可逆翻转，其频率如果与谐波频率相接近，电网谐波的电磁辐射就会直接影响人的脑磁场与心磁场。谐波的产生一电网谐波来自于3个方面：一是发电源质量不高产生谐波；二是输配电系统产生谐波；三是用电设备产生的谐波。其中用电设备产生的谐波最多。四、静态补偿与动态补偿的比较70年代以来，已被广泛采用的一种无功补偿成套屏（柜），它是采用机械开关（如空气开关、交流接触器）自动投切电力电容器的，几十年的运行考核已发现，它们存在以下主要缺陷：1、投切手段落后，控制能力欠缺，造成严重损坏，运行可靠性差，设备维修量大，使用寿命短。其根本缺陷在于所用机械开关在投切电容器时无法控制合闸角，因而产生过电流、过电压

11、和触头烧坏以致难以长期使用。2、动态响应特性极差，当电容器断开后，必须经过几分钟的放电时间（放电至50V残压）才允许再次投入，难以跟踪电动机频繁起停和电焊机焊接时的3、综合功能欠缺，不适用于三相不平衡负荷和谐波源负荷，也不能对这些大幅度电流冲击而作出快速响应。负荷做污染处理。4、有触点式柜与无触点式柜的比较序号项目有触点式无触点式1投切手段交流接触器等机械开关，有噪音晶闸管、无触点开关、无噪音2合闸电流涌流冲击高达610倍由零渐起，无涌流3关断电压有数倍的操作过电压电流过零时关断、无过电压4对电网的干扰引起电网的电压闪动不引起5分、合闸电弧状况有电荷且可能重燃无弧6开关寿命开关触头易损，甚至发

12、生烧焊现象运行可靠，使用寿命在10年以上7电容器使用寿命在暂态电流冲击下使用寿命缩短电容器可在更长时期内安全运行8控制信号惯用COS6值，会引起投切震荡为无功电流IQ值，不引起投切震荡9分级投切逐组投切以防冲击电流过大，投切分组多一次到位，提高了补偿速度精确和效果10响应时间响应时间约0.5秒、切后再投入必须放电1分钟0.010.02秒、可连续投切11能否用于冲击负荷和波动负荷投切慢，允许投切次数少适用于对冲击负荷做跟踪、快速、频繁投切12能否与工艺过程协调不能可采用工艺信号予以协调13用户无功补偿效果补偿不及时，常有过补偿的无功返送没有无功返送情况，改善cos6值效果强；适于解决电网后夜无功

13、过剩与电网过高问题14保护措施过流、过载、稳态过电压和低压同左，且有缺相、暂态过电压保护和防止误触发措施15停电自复无法自动恢复外部停电自停，外部送电自复，适于无人值班五、产品特点选用XX电气产品股份有限公司产的无功动态补偿装置，该装置是获得国家专利局X年授权的新型专利产品，该产品属国家第X批节能机电推广项目，列入国家电网改造计划，它是集微电脑/电子技术为一身的高科技节能产品。其关键部件一动态控制器（JKLD2型）和无触点开关（KCSlC型）能够及时准确的跟踪电力无功功率的变化，响应速度（20MS）灵敏（相角灵敏度0.024。）的投切电容器，达到投切过程无过压、无涌流、无燃弧、无噪声，使用寿命

14、长，免维护等优点。可使电网功率因数提高到0.90以上。A、产品的主要用途和使用范围XJDl型系列无功功率动态补偿箱和GJD2型系列无功功率动态补偿柜,适用于频率50HZ,额定电压380V、660V的配电系统中，根据系统感性无功量的多少，自动快速地调节无功功率的输出，使系统无功功率得到快速补偿.从而提高电网电压质量，减少系统和变压器损耗.达到节能的目的。本无功动态补偿系列适用于工矿、医疗、科研，企业、油煤田、港口、居民小区、公用设施、电网等需要在户内外使用进行快速无功补偿的电力用户。B、产品主要技术性能1 .设有工频过电压保护；2 .设有瞬态过电压保护；3 .设有缺相保护；4 .设有短路保护；动

15、态响应时间20ms-60s（可调）；5 .电容投入零涌流；6 .工作制为长期；7 .控制方式采用编码+循环投切。C、使用条件1 .额定频率：5OHZ；2 .额定电压：380V、220V（也可用于660V）；3 .环境温度：-30C+4（C,24小时内平均温度不得超过+35；4 .周围空气相对湿度：+40时不得超过50%,较低温度时允许有较大的相对湿度，如+20C时为90%,但应考虑到由于温度的变化可能产生凝露的影响；5 .海拔高度：不得超过2000米；污染等级：3级；安装环境：无剧烈振动和冲击，倾斜度不超过5%；6 .如有特殊要求，可与我公司洽商解决。六、补偿方案根据现场的测量情况，我公司技术人员经过研究决定，特做如下补偿方案：（一）传送带1#配电室:为了保证补偿的精度决定在配电柜旁边做一套集中补偿装置，其容量为315KVAR,补偿方式为15+30+30+45+45+45+45+60共八回路，柜体为GGD尺寸为1000*2200*800一台。（二）传送带2#配电室：为了保证补偿的精度决定在配电柜旁边做一套集中补偿装置，其容量为315KVAR,补偿方式为