电气工程设计与计算550例
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56.配电线路无功补偿最佳位置及补偿容量的确定

(1)配电线路无功补偿最佳位置的确定

配电线路负荷的分布一般都不规则,很难精确计算最佳安装地点,但可简化成简单的几类线路,各种典型负荷分布线路的无功补偿安装最佳位置见表2-41。最佳补偿点确定的基础是使补偿后总的有功损耗最小。

表2-41 无功补偿最佳位置及补偿效果  

注:L为线路总长;Q为补偿度100%时的补偿容量。

线路分散补偿容量可按下式确定:

式中 Qc——补偿容量,kvar;

 Io%——取线路所有配电变压器空载电流百分数的加权平均值;

 Sei——单台变压器的容量,kV·A。

对于农网,每间隔2~3km设置一组30kvar电容器。电容器安装方式采用露天式杆上安装。

(2)安装在配电线路末端的无功补偿容量的计算

式中   Qc——无功补偿容量,kvar;

 Q1Q2——配电线路在无功补偿前、后的无功功率(kvar);Q1即末端用电负荷的无功功率;

  cosφ1——配电线路在无功补偿前的功率因数,即末端用电负荷的功率因数;

  cosφ2——配电线路在无功补偿后的功率因数。

(3)实例

有一条三相配电线路,末端接有功率P为200kW、功率因数cosφ1为0.75的三相对称负荷。现在负荷点并联移相电容器进行补偿,试求:

①将功率因数提高到cosφ2=0.85所需的补偿容量及补偿后线损减少量。

②欲使线损最小所需的补偿容量及补偿后线损减少量。

 ①将功率因数提高到0.85时的计算。

a.所需补偿容量为

可选用3台BWF0.4-20-1/3型电力电容器,每台标称容量为20kvar,标称电容为398μF,额定电压为400V。

这时实际补偿容量为Qc=60kvar,补偿后的功率因数可按下式计算:

cosφ2=0.86  

b.补偿后线损减少量计算。设负荷端电压为U,线路电阻为R,功率因数为cosφ,则线损为

由上式可知,当UR不变时(实际上U在无功补偿前、后有所改变),线损与cosφ的平方成反比,所以补偿前后的线损比为

线损减少率为

②使线损最小的计算。

a.要使线损最小,需将功率因数补偿到cosφ2=1。这时补偿容量为

Qc=Ptanφ1=200×0.88=176(kvar)  

因此可选用6只BWF0.4-25-1/3型电力电容器,每台标称容量为25kvar,标称电容为497.6μF,额定电压为400V。

这时实际补偿容量为Qc=6×25=150(kvar)

cosφ2=0.99  

b.补偿后线损减少率为