一般新建项目在设计阶段,到底需要多少无功补偿容量是一个经常会遇到的问题。补多了会造成设备资源的浪费,补少了又会造成力调电费的罚款,因此如何计算一个合理的无功补偿容量是一门艺术也是一门学问。下面我们从变压器的概念、原理以及如何计算无功补偿容量这两个方面来分析。
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。
变压器按用途可以分为:配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器试验变压器、转角变压器、大电流变压器、励磁变压器等。合资品牌中:ABB、Schneider、Siemens等名列前茅,国产品牌中:大全、华鹏、特变、金盘等名列前茅。
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,无论哪种变压器,它们的基本工作原理是相似的。如上图所示,一次绕组在左侧,二次绕组在右侧,两侧的绕组都绕在铁芯上。变压器从一次绕组两端输入交流电压,再从二次绕组输出交流电压。因此可以看出变压器的基本工作原理为:根据电磁感性原理,当一个导电的物体处于变化的磁场中时,在导电体中就能够感应出电流来。
业主在新建项目前期会和设计院一起讨论需要配置多少无功补偿容量,那么如何计算出所需补偿量是必修课。首先,我们将所有的负荷计算出来,即:将所有设备的有功功率+无功功率,得出所有设备的整体有功、无功、功率因数。假设我们的目标功率因数值是0.95,那么二者之间的差值就是需要补偿的容量,即:无功补偿的电容容量。
如果有设备负载的详细资料如有功功率(P),负荷情况,运行时的功率因数(cosφ1)和需要补偿的目标功率因数(cosφ2),则通过查表可以直接计算该系统实际所需补偿容量。
假设工厂的负荷为500kw,补偿设备投入之前的功率因数为:cosφ1=0.5,目标功率因数的值为:cosφ2=0.9,通过上表可以查询到,
上图中查询的系数为:1.246(两条红色框交汇处),那么通过计算可以得出:500*1.246(表中查询的数据)=623kvar。
一用户有功负荷为100KW,功率因数的值COSφ=0.6,若想把功率因数提高到0.9,问需装多少千乏的无功补偿电容器?
综上所述:补偿常规设计的容量为变压器容量的30%,例如1600kVA变压器补偿480kVAR,2000kVA补偿600kVAR,以此类推。这种方式是按照经验进行补偿,其补偿是一个大概范围,并不精确。如果需要精确计算,则通过查表或者计算公式得出,不过最终目的都是为了计算一个精确的值,帮助企业提高功率因数,减少设备、电网损耗,提高用电质量、节约能源。