合理选择无功补偿装置的容量和类型,需要根据负荷特性、供电条件及节能目标进行计算,避免欠补或过补。
补偿容量的确定以功率因数提升目标为依据。供电部门通常要求用户侧功率因数不低于0.90或0.95。通过测量现有负荷的有功功率P和当前功率因数cosφ1,目标功率因数cosφ2,所需补偿容量Qc = P × (tanφ1 - tanφ2)。例如,某车间有功功率500kW,当前功率因数0.75,目标0.95,则tanφ1=0.882,tanφ2=0.329,Qc=500×(0.882-0.329)=276.5kvar。实际选型时可取280kvar,分4-6组自动投切。
对于动态负荷,需分析无功功率的波动曲线。采用电能质量分析仪连续测量24小时,记录无功最大值、最小值和变化速率。冲击性负荷(如焊机、起重机)需要SVG或TSC来快速跟踪。可按最大无功需求减去最小无功需求,再留20%余量作为动态补偿容量。例如,某轧钢机无功峰值800kvar,谷值300kvar,动态补偿量可选(800-300)×1.2=600kvar的SVG。
谐波环境对补偿装置选型有重要影响。当系统存在5次、7次谐波时,普通电容器组可能因谐波放大而损坏,需串联电抗器。电抗率6%的电抗器主要抑制5次谐波;电抗率7%抑制5次和7次;电抗率14%抑制3次谐波。若谐波严重,应选用抗谐波型电容器或SVG,SVG本身不放大谐波,还能提供谐波滤波功能。
安装位置决定补偿方式。集中补偿安装在变压器低压侧母线上,适用于负荷集中、功率因数较低的车间。分组补偿安装在大型设备附近,减少线路损耗。就地补偿直接并联在电动机端子上,随电机启停,适合长期运行的大功率电机。就地补偿时需注意防止电机断电后自激产生过电压,应配置放电电阻和失压脱扣。
选型时还需考虑电压等级。低压系统(400V)电容器可采用自愈式金属化聚丙烯薄膜电容器,三相或单相。高压系统(6kV、10kV)需用油浸式或干式电容器,配置放电线圈和熔断器。对于户外安装,应选择防护等级IP54以上的箱式装置,内部配置温控风机和加热除湿器。