配电网无功补偿方案比较和补偿工程应注意的问题-secret(完整版)实用资料

配电网无功补偿方案比较和补偿工程应注意的问题_secret（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）

1引言配电网无功补偿方案比较和补偿工程应注意的问题_secret（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）由于无功补偿对电网安全、优质、经济运行具有重要作用，因此无功补偿是电力部门和用户共同关注的问题。合理选择无功补偿方案和补偿容量，能有效提高系统的电压稳定性，保证电网的电压质量，提高发输电设备的利用率，降低有功网损和减少发电费用。我国配电网的规模巨大，因此配电网无功补偿对降损节能，改善电压质量意义重大。本文结合当前人们关注的电网无功补偿问题，重点分析、比较了配电网常用无功补偿方案特点，并通过对无功补偿应用技术的分析，提出了配电网无功补偿工程应注意问题和相关建议。2配电网无功补偿方案比较配电网无功补偿方案有变电站集中补偿、配电变低压补偿、配电线路固定补偿和用电设备分散补偿。四种方案示意图见图1所示。2.1变电站集中补偿变电站集中补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要目的是平衡输电网的无功功率，改善输电网的功率因数，提高系统终端变电所的母线电压，补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。这些补偿装置一般集中接在变电站10kV母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点，但这种补偿方案对10kV配电网的降损不起作用。为实现变电站的电压/无功综合控制，通常采用并联电容器组和有载调压抽头协调调节。协调调节控制算法国内学者进行过大量研究，九区图法是一种常用的有效方法。但大量的实际应用表明，投切过于频繁会影响电容器开关和分接头的使用寿命，增大运行维护工作量，通常在实际中要限制抽头调节和电容器组操作次数。采用电力电子开关控制成本比较高、开关自身功率损耗也很大，因此变电站高压电压/无功控制技术仍有待进一步改善和研究。鉴于变电站无功补偿对提高高压电网功率因数，维持变电所母线电压和平衡系统无功有重要作用，因此应根据负荷的增长安排、设计好变电站的无功补偿容量，运行中在保证电压合格和无功补偿效果最好的情况下，尽可能使电容器组投切开关的操作次数为最少。2.2配电变低压补偿配电变低压补偿是目前应用最普遍的补偿方法。由于用户的日负荷变化大，通常采用微机控制、跟踪负荷波动分组投切电容器补偿，总补偿容量在几十至几百千乏不等。目的是提高专用变用户功率因数，实现无功的就地平衡，降低配电网损耗和改善用户电压质量。配变低压无功补偿的优点是补偿后功率因数高、降损节能效果好。但由于配电变压器的数量多、安装地点分散，因此补偿工程的投资较大，运行维护工作量大，也因此要求厂家要尽可能降低装置的成本，提高装置的可靠性。采用接触器投切电容器的冲击电流大，影响电容器和接触器的使用寿命；用晶闸管投切电容器能解决接触器投切电容器存在的问题，但明显缺点是装置存晶闸管功率损耗，需要安装风扇和散热器来通风与散热，而散热器会增大装置的体积，风扇则影响装置的可靠性。为解决这些问题，笔者组织开发、研制了机电一体开关无功补偿装置，机电开关补偿装置典型接线如图2所示。装置采用固定补偿与分组补偿结合，以降低装置的生产成本；装置能实现分相补偿，以满足三相不平衡系统的需要。机电开关控制使装置既有晶闸管开关的优点，又具有接触器无功率损耗的优点。几千台装置的现场运行、试验表明，机电开关补偿装置体积小、可靠性高，能满足户外环境、长期工作需要。低压补偿装置安装地点分散、数量大，运行维护是补偿工程需要重点考虑的问题；另外，配电系统负荷情况复杂，系统可能存在谐波、三相不平衡，以及防止出现过补偿等问题，这些工程中应注意的问题后面详细绍。2.3配电线路固定补偿大量配电变压器要消耗无功，很多公用变压器没有安装低压补偿装置，造成的很大无功缺额需要变电站或发电厂承担，大量的无功沿线传输使得配电网的网损居高难下，这种情况下可考虑配电线路无功补偿，文献[3][4]提出了配电线路无功补偿的必要性和方法。线路补偿既通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿。由于线路补偿远离变电站，因此存在保护难配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境限制等问题。因此，线路补偿的补偿点不宜过多；控制方式应从简，一般不采用分组投切控制；补偿容量也不宜过大，避免出现过补偿现象；保护也要从简，可采用熔断器和避雷器作为过电流和过电压保护。线路补偿主要提供线路和公用变压器需要的无功，工程问题关键是选择补偿地点和补偿容量，文献[4]给出了补偿地点和容量的实用优化算法。线路补偿具有投资小、回收快、便于管理和维护等优点，适用于功率因数低、负荷重的长线路。线路补偿一般采用固定补偿，因此存在适应能力差，重载情况下补偿度不足等问题。自动投切线路补偿仍是需研究的课题。2.4用电设备随机补偿在10kV以下电网的无功消耗总量中，变压器消耗占30％左右，低压用电设备消耗占65％以上。由此可见，在低压用电设备上实施无功补偿十分必要。从理论计算和实践中证明，低压设备无功补偿的经济效果最佳，综合性能最强，是值得推广的一种节能措施。感应电动机是消耗无功最多的低压用电设备，故对于油田抽油机、矿山提升机、港口卸船机等厂矿企业的较大容量电动机，应该实施就地无功补偿，即随机补偿。与前三种补偿方式相比，随机补偿更能体现以下优点：1）线损率可减少20%；2）改善电压质量，减小电压损失，进而改善用电设备启动和运行条件；3）释放系统能量，提高线路供电能力。由于随机补偿的投资大，确定补偿容量需要进行计算，以及管理体制、重视不够和应用不方便等原因，目前随机补偿的应用情况和效果都不理想。因此，对随机补偿需加强宣传力度，增强节能意识，同时应针对不同用电设备的特点和需要，开发研制体积小、造价低、易安装、免维护的智能型用电设备无功补偿装置。根据以上常用无功补偿方案的分析、讨论，我们可归纳、整理出四种补偿方案的特点和基本性能如表1所示。表1四种无功补偿方法的特点比较补偿方式变电站集中补偿配电变低压补偿配电线路固定补偿用电设备随机补偿补偿对象变电站无功需求配电变无功需求配电线路无功基荷用电设备无功需求降损范围主变压器及输电网配电变及输配电网配电线路及输电网整个输配电系统网调压效果较好较好较好最好单位投资较大较大较小较大设备利用率较高较高很高较低维护方便性方便较方便方便不方便3

无功补偿的调压作用分析鉴于配变无功补偿是供电企业和用户普遍关注的工作。现在开始，本文重点对配变无功补偿及工程问题进行分析和探讨。3.1典型实例的计算图1为某市台江变电站10kV母线953线路简化接线。该线路自变电站端开始一段与956线为同杆双回线，其中956线较短些，接有18台配电变压器；而953线路较长，接有31台配电变压器，变压器总容量为9895kVA。953线路31台变压器容量为50~1000kVA大小不等，为计算和分析方便，对实际的31台变压器就近进行了等值处理。例如，节点8处是一个较大的用户，接有3台1000kVA的变压器；而节点3处1695kVA是6台变压器的总容量，其它节点情况与节点3相同。图1各段线路下数字为导线公里长度，主干线路导线型号为LGJ—120。根据图1各节点变压器的总容量，假设变压器在经济负载系数Kf

表2

不同情况线路节点电压的计算结果方案序号功率因数线路节点电压值（kV）2345678910.8510.510.0839.7819.4979.2979.1429.0639.08120.9510.510.1309.8429.5899.3959.2579.1879.20330.8511.410.98310.69910.40010.18310.0279.9489.96640.9511.411.03310.74210.48910.29510.15710.08610.1033.2计算结果分析按国标（GB12325-90）电能质量——供电电压允许偏差中的规定：10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。因此，从表2计算结果可以看出：1）该线路依靠正常的分接头逆调压，功率因数cosφ=0.85时，节点6到节点9电压超标；功率因数cosφ=0.95时，节点7到节点9电压超标。因此，仅靠变压器分接头逆调压，不能满足线路末端用户的电压质量要求。2）表2中的cosφ值为各节点变压器的功率因数。因此在配变低压补偿无功功率，提高变压器功率因数，对该线路电压有调节作用，但只能部分地解决电压问题；但从调压和降损两方面考虑，无功补偿是应普遍采用的技术。3）变电站电压提高到11.4kV能满足末端用户电压要求，但变电站母线电压属严重超标。会造成变电站10kV电容器和部分低压电容器的保护超过1.1UN的定值，使无功补偿装置退出运行（实际情况），这将使电网损耗明显增大。3.3原因和解决措施造成图1系统电压问题的主要原因是导线截面小、供电半径大。例如，在线路4.5km范围内（5节点之前），电压不会超标。因此，对更换导线或插入新变电站是解决该线路电压问题的根本措施。但由于街区位置和条件限制，插入变电站改造需要的投资非常大，因此该线路必须寻求其它的解决办法。文献[6]提出的有载调压变压器是解决该线路电压问题的有效手段。但配电变的负荷波动大、变化频繁，机械式分接头难适应和满足电网的调压需要。文献[6]提出的晶闸管串联调压方法是一个很好的解决思路，希望这种变压器能尽快得到推广和应用。但该方案需要更换的变压器数量多，工程改造投资会很大。表3

采用TVR调压线路节点电压的计算结果方案序号功率因数线路节点电压值（kV）2345678950.8510.510.0839.7819.4979.7979.6429.5639.58160.8510.259.8339.5319.2579.5299.3749.2979.31370.9510.510.139.8429.5899.8959.7579.6879.70380.9510.259.8809.5929.3399.6469.5079.4379.453在图1节点6位置安装一台晶闸管电压调节器（TVR）[7]，是解决该线路电压问题的更有效措施。TVR可使节电6电压在方案1和方案2基础上调高500V，有TVR调压的各节点电压计算结果如表3所示。TVR方案优点是一台设备解决全线路的电压问题，经济性是显而易见的。以上实例说明，低压无功补偿具有调节、改善10kV电网电压的作用；但不能解决像图1这种长线路存在的电压问题。4无功补偿效益的简要分析配变低压无功补偿能有效降低配电变及以上输配电网的损耗。由于计算整个电网损耗涉及因素多，工作量大，下面仅以图1中节点4的1000kVA变压器为例，通过简单计算，说明无功补偿具有巨大的直接和间接效益。设补偿前节点4变压器满载运行，视在功率S＝1000KVA，功率因数COSφ＝0.85，年用电时间为T＝3000小时，计算：1）若将COSφ提高到0.95，计算需要的补偿电容器容量；2）补偿前需要支付的年费用；3）补偿装置单位投资为150元/kvar，补偿装置本身损耗为3％，投资回收率为10％/年，计算补偿后的年效益。根据已知条件，可计算补偿前P1＝SCOSφ1＝1000×0.85＝850kWQ1＝Ssinφ1＝1000×0.52678＝526.78kvar1）求需要安装的补偿电容器容量x因装置本身有功损耗为3％，补偿后的电网无功Q2＝526.78－x，要求COSφ为0.95，可求tgφ2＝0.3287，于是有可求补偿容量x＝245.73≈246kvar2）补偿前需要支付的年费用基本电费：一般按最大负荷收取，设每KVA收取的费用为180元/年，故有FJ1＝180×1000＝18万元电量电费：设每KWh为0.4元，故有FD1＝0.4×850×3000＝102万元补偿前年费用：FZ1＝FJ1+FD1＝18+102＝120万元3）补偿后需要支付的年费用和年效益补偿后的视在功率和基本电费：FJ2＝180×857＝15.426万元电量电费：FD2＝0.4×(850+0.03×246)×3000＝102.88万元补偿装置折旧费：Ff＝150×246×10％＝0.369万元补偿后年费用：FZ2＝FJ2+FD2+Ff＝15.426+102.88+0.369＝118.675万元安装无功补偿可获得的年效益△F＝FZ1－FZ2＝120－118.675＝1.325万元上面仅仅是无功补偿提高功率因数角度计算的效益；如果计及降低输配电网损耗、功率因数调整电费，以及节约建设投资、改善电压质量等方面因素，其经济效益更加可观。5产品选型及工程应注意的问题低压无功补偿安装地点分散、数量多，且配电网电压、负荷情况复杂；工程中相关问题考虑不周，不仅影响装置正常运行，也带来很多维护、管理等问题，工程问题必须引起重视。1）运行及产品可靠性问题与配电变压器相比，低压补偿装置的维护量无疑要高很多；控制系统越复杂、功能越多，维护工作量越大。有些单位从“长远”考虑，提出联网、监控等很多要求，无疑会增大投资和运行维护量，事实是很多没有联网的可能。低压补偿装置的可靠性在开关和电容器，电容器寿命与工作条件有关，因此装置的投切开关是关键。大量工程实践表明，户外配变无功补偿因工作条件差，晶闸管或接触器补偿装置难满足可靠性要求[2]，机电一体开关是最佳选择。2）产品类型和功能选择问题对配电台变的补偿控制，有多种类型和不同功能的产品可供选择。城网台变多以无功补偿为主，很多要求有综合监测功能。农网不同场合要求不同，可考虑配电+补偿、补偿+计量，特殊用户可用配电+补偿+计量或补偿+综测。对监控功能的要求高，必然成本高、投资大。建议根据实际需要和使用场合，合理选择功能适用、价位合理的产品。实际工程上，不应出现一个变台安装有多个箱子的情况。3）控制量选取和控制方式问题很多专变补偿装置根据电压控制电容器补偿无功量，这种方式有助于保证用户的电压质量，但对电力系统无功补偿不可取。前面图1线路的电压分析表明，电网的电压水平是由系统情况决定的。若只按电压高或低控制，无功补偿量可能与实际需求相差很大，容易出现无功过补偿或欠补偿。从电网降低网损角度，取无功功率为控制量是最佳控制方式。4）补偿效果和补偿容量问题前面实例分析表明，配变低压补偿无功可提高配变功率因数，降低配变损耗，但只节点6配变装补偿，对10kV线路降损作用很小。因此，某条线路配变安装补偿数量少或补偿容量不足，影响全网（线路）降损和电压改善效果。前面计算方法确定补偿容量，对实际工程难以实现。配电网日负荷变化大，负荷性质不同，补偿容量要求也不同。大量工程实践表明，对动态补偿在配变容量20%--30%内。同时，对个别情况可能需要进行特殊处理。5）无功倒送和三相不平衡问题无功倒送会增加线路和变压器的损耗，加重线路供电负担。为防止三相不平衡系统的无功倒送，应要求控制器检测、计算三相无功投切控制。固定补偿部分容量过大，容易出现无功倒送。一般动态补偿能有效避免无功倒送。系统三相不平衡同样会增大线路和变压器损耗。对三相不平衡较大的负荷，比如机关、学校等单相负荷多的用户，应考虑采用分相无功补偿装置。并不是所有厂家的控制器都具有分相控制功能，这是工程中必须考虑的问题。6）谐波影响和电容器保护问题谐波影响会使电容器过早损坏或造成控制失灵，谐波放大会使干扰更加严重。工程中应掌握用户负荷性质，必要时应对补偿系统的谐波进行测试，存在谐波但不超标可选抗谐波无功补偿装置，而谐波超标则应治理谐波。电容器耐压标准为1.1UN，补偿控制器过压保护一般取1.2UN，超过必须跳闸，如图1线路首端节点配变的补偿装置可能发生跳闸。实际工程中，对电压较高电网的装置应予以关注。总之，由于配电网负荷、场合的复杂性，虽然装置容量小、电压低，却有很多值得认真分析和思考的问题。特别是台变补偿在户外，使用环境差，工程上应给予足够的重视。6结语电网无功补偿是一项建设性的技术措施，对电网安全、优质、经济运行有重要作用。由于篇幅限制，本文重点对配电网的无功补偿技术进行了分析、探讨。分析计算结果和大量工程实践表明，虽然配变无功补偿容量小、电压低，但工程中却有很多技术问题值得认真分析和思考；而无功补偿工程是供电企业和产品厂家双方的事情，都应充分重视解决工程中的问题。7参考文献[1]赵登福，司哲，杨靖等，新型变电站电压无功综合控制装置的研制[J]，电网技术，2000；24（6）：14～17[2]刘连光，林峰，姚宝琪，机电一体开关低压无功补偿装置的开发和应用[J]，电力自动化设备，2003，23(9)：46～48[3]张勇军，任震，廖美英等，10kV长线路杆上无功优化补偿[J]，中国电力，2000；33（9）：50～52[4]张勇军，任震，李本河等，基于配网潮流计算的杆上无功补偿优化算法研究[J]，华南理工大学学报，2001；29（4）：22～25[5]曹光祖，应系统地重视分散和终端无功补偿[J]，低压电器，1999（5）：27～30[6]朱国荣，李民族等，配电变压器的晶闸管串联调压方法[J]，变压器，2002；39（7）：22～26[7]刘连光，姚海燕，伦涛，晶闸管分级电压调节器和配电网调压技术[J]，电工技术，2004（4）：5～7科技情报开发与经济SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT＆ECONOMY2021年第20卷第4期1问题的提出在我国中压配电网中，中性点的接地方式多采用小电流接地方式，又具体分为不接地方式和经消弧线圈接地方式。而这两种方式的选择又取决于电网电容电流的大小。例如我国电力规程规定，在10kV电网中，当电容电流小于10A时，采用不接地方式，当电容电流大于10A时，采用经消弧线圈接地方式。之所以要按电网的电容电流来确定是否加装消弧线圈，是因为在单相接地时，接地电流的强弱决定了故障的危害性。当电容电流大时，应加消弧线圈给予补偿，使接地电流控制在规程规定的范围内。但小的接地电流使得电网可以长时间带故障运行的同时也带来了继电保护的选择性难题。可见小接地电流电网要有效运行需解决好两个问题：一是接地电流要控制在规程规定的范围内；二是要解决好继电保护的选择性问题。对于第一个问题，电容电流不经常变化的电网，可以采用手动调节的消弧线圈；电容电流经常变化的电网，可以采用自动跟踪的消弧线圈。但问题是，目前生产消弧线圈厂家多且良莠不齐，手动调节的消弧线圈一般是由人工估算确定，是否能达到应有的补偿效果，运营单位没有有效的监控、验证手段。对于第二个问题，从20世纪80年代开始，小电流电网选线设备就开始在电网中广泛使用，但实际的选线准确率仅30％，达不到运营要求，使用单位和设备生产单位互相扯皮，设备基本成为摆设。要解决以上问题，就需要一种具有下述功能的新型故障诊断设备：以高采样率对所有的零序信号进行录波，以便事后分析，明辨是非；采用创新技术准确实时地指出故障出在哪里（支路、母线、PT、消弧线圈、上级电网）。长治供电公司经过考察，决定采用由上海交通大学研发、上海蓝瑞电气制造的ZXJ－II综合故障诊断和录波装置解决以上问题，并在2021年9月开始在110kV石槽变电站和110kV城西变电站分别安装了1套装置，12月投运。经过3个月的运行，取得了满意效果。2技术特点ZXJ－II综合故障诊断和录波装置提供了100个录波通道，每个通道采样率为12.8kb/s，可捕获故障的暂态过程，其中电压通道36路，电流通道64路，可实时监控各相对地电压、零序电压和零序电流信号，当故障发生时，记录各通道故障发生前后500个周波的数据，并实时给出诊断结果。该装置还提供后台分析软件，该软件运行于后台分析工作站，各装置通过IP网接入后台分析工作站，在后台分析工作站可对各装置内的录波数据及诊断结果进行统一管理和分析，并可实时监控各装置的运行状态，如需要还可通过后台分析工作站升级各装置的算法软件。该装置所用技术与传统的小电流选线设备有较大区别，经分析，认为原来的小电流选线设备准确性低，其原因主要有：采样率低、故障信号捕获不完整；UO升高就认为是接地，不做故障类型辨识，或辨识不全面；假定故障信号的特征出现在固定的时域或频域段，所以很多时候抓不到特征或抓不到强特征，特征易被通道失真干扰；算法单一，或虽用到多种算法，但不清楚各种算法的前提条件和使用范围，甚至通过同时套用多个算法，通过加权来得出结论；不能有效辨识复合故障，很多故障是个复合过程，譬如开始是瞬间接地，然后演变为串联谐振；没有有效的手段解决工程中信号接错、极性接反的情况；ZXJ－II综合故障诊断和录波装置通过以下技术解决了这些问题并通过后台分析软件可验证消弧线圈动作是否正确。（1）采用“实时全程录波技术”解决故障信号的捕获问题。完整、不遗漏、低失真的捕获故障前后各路信号的波形数据是故障诊断的基础。以往的诊断方法往往仅关心故障发生后的稳态数据，这样仅需在故障发生后再录取电网稳态数据即可，但事实证明，仅利用稳态数据不能有效辨识故障，必须全面捕获故障发生前后的稳态数据和故障发生时的暂态信息，同时还应该记录电网稳态时稳态的漂移特征，才可能对故障作出准确判断。（2）采用“全息故障辨识技术”解决故障类型辨识问题。该技术实现对各类故障类型的辨识，这些故障类型包括支路故障、铁磁谐振、消弧线圈串联谐振、母线端故障、电网扰动、电压跌落等。该技术的特点是充分利用了故障发生前后的稳态信息和故障发生时的暂态信息，并对这些信息进行分层次、分过程的综合分析，对故障类型进行了全面的辨识。（3）采用“基于故障过程分析和接地类型分析的选线方法”进行准确选线。经“全息故障辨识技术”辨识出是支路故障的，采用该方法进行选线。该方法的创新在于使用小波的方法对故障过程（从故障前的稳态到故障发生时的暂态再到故障发生后的稳态）搜索特征量、定义有效域和不同单相接地类型（如稳定接地、瞬间接地、金属性接地、高阻接地、弧光接地等等）的特征库进行分析，从而辨识出接地类型，然后针对不同的类型选择不同的选线算法进行选线，实现了准确选线。（4）采用基于IP网络的远程控制技术，解决大量录波数据的集中管理和算法的远程更新。文章编号：1005－6033（2021）04－0169-03收稿日期：2021－12－14综合故障诊断及录波设备在长治配电网中的应用肖斌，王婵琼（长治供电分公司，山西长治，046000）摘要：针对小接地电流配网经常发生的短路、接地等故障机理的研究，提出了一种新型判断配网故障的方法，并通过在两个城网变电站的应用证明了本系统的选线准确率。关键词：综合故障诊断；录波设备；配电网；长治市中图分类号：TM72文献标识码：A169（5）通过后台对录波数据的分析，可以及时发现信号接错、极性接反的情况。3长治实施方案在110kV石槽变电站和城中变电站10kV侧分别安装1套ZXJ－II综合故障诊断和录波装置。两套系统分别接入变电站综合自动化系统。在调度中心安装后台分析工作站，两套系统分别通过以太网接入后台分析工作站。石槽变电站有2个10kV母段，每个母段都装有接地补偿装置（保定天泰），其中I段有4条支路，II段有6条支路。每条支路需重新安装零序电流互感器。零序电流互感器变比应为400/5。分段开关1个，分段开关辅助触点为常开方式。控制室提供220V直流电源。综自厂家为南瑞。城中变电站有3个10kV母段，其中I和II母段处并运状态，I和III装有接地补偿装置（广州智光），其中I段和II段有8条支路，II段有9条支路。每条支路需重新安装零序电流互感器。零序电流互感器变比应为400/5。分段开关1个，分段开关辅助触点为常开方式。控制室提供220V直流电源。综自厂家为四方。石槽变电站接入的信号见表1，城中变电站接入的信号见表2。与综合自动化系统的对接方案：通过串口（RS232）和综合自动化系统实现对接。与后台分析工作站对接方案：两站的装置通过以太网口（RJ45）分别接入SDH光端机，SDH光网络将以太网透明传输到调度中心，并接入后台分析工作站，见图1。本项目在进行在线诊断的同时，大量捕捉故障录波数据，一方面验证设备故障诊断的准确率，另一方面对判断不准的情况进行研究分析，改进辨识算法，以适应长治电网的特点。当故障数据积累1～2年后，分析长治电网的故障特点，并提出整治方案。4应用效果分析经过3个月的运行，城中站共录得39组故障数据，其中瞬间接地故障27组，串联谐振1组，永久接地1组，自动恢复的短时接地6组，自动回复的间歇性接地4组。石槽站共24组数据，其中瞬间接地故障13组，永久性接地故障1组，自动回复的间歇性接地9组。（1）综合故障诊断及录波装置长治城中站分析。该装置于2021年12月投运，在2021年2月底采集故障录波数据。对于母段一通过分析发现其中长兴北街以及西大街零序电流互感器极性接反，同时母段一接入的消弧线圈的电流互感器没有信号，英雄街I回零序电流互感器没有信号，见表3。这段时间录波数据中只发现单相单支路故障接地现象。（2）综合故障诊断及录波装置长治石槽站分析。该装置于2021年12月投运，在2021年2月底采集故障录波数据。石槽站一二母段并运，分析母段一上的消弧线圈电流没有信号，以及延安中路和路灯支路零序电流互感器没有信号。母段二上PT极性接反。同时母段一上的PT与母段二上的PT相差比较大，母段一上的PT上获得的3Uo电压有高频谐波成分存在，怀疑PT有问题。长治石槽站母段一二数据分析见表4。（3）两组永久性故障情况。第一，城中站。*综合诊断装置在线指示。*故障开始时间：2021年12月16日10时14分15秒。*故障恢复时间：2021年12月16日12时3分51秒。*故障支路：五一KBI回（525线）。*后台录波分析：根据录波数据，该故障过程为先发生相间短路，继保动作，五一KBI回被断开，重合闸后发生A相接地。接地时消弧线圈处于欠补偿状态，2021年12月16日12时3分信号名称A相对地B相对地C相对地中性点电压支路零序电流中性点电流A相对地B相对地C相对地中性点电压支路零序电流中性点电流分段开关以太网RS232路数/路111141111161111接入点PT柜PT柜PT柜PT柜开关柜接地补偿屏PT柜PT柜PT柜PT柜开关柜接地补偿屏SDH综自距离/m606060606606060606603I段II段分段开关通信信号名称A相对地B相对地C相对地中性点电压支路零序电流中性点电流A相对地B相对地C相对地中性点电压支路零序电流中性点电流I段和II段分段开关以太网RS232路数/路接入点PT柜PT柜PT柜PT柜开关柜接地补偿屏PT柜PT柜PT柜PT柜开关柜接地补偿屏开关柜SDH综自距离/m707070707707070707703I段分段开关II、III段通信表1石槽变电站接入的信号表2城中变电站接入的信号图1与后台分析工作站对接方案综合故障诊断及录波屏综合故障诊断及录波屏SDH以太网以太网以太网以太网交换机39秒，五一KBI回被断开，之后由于消弧线圈先前处于欠补偿状态，所以在退出前发生了12s的谐振过程。从录波数据中可看出有一支路零序电流极性接反（该支路零序电流信号与接地支路同相）。事后对该支路接线进行了调整。*现场人员反映的实际情况：2021年12月16日12时4分发现五一KBI回（525线）有铁丝搭在A相避雷器两端，12时29分排除故障。*结论：在线指示、后台分析和现场反馈情况完全吻合，同时发现消弧线圈接地时处于欠补状态。*录波波形见图2。第二，石槽站。*综合诊断装置在线指示。*故障开始时间：2021年2月4日0时8分12秒。*故障恢复时间：2021年2月4日2时49分41秒。*故障支路：东关开发区（583线）*录波分析：根据录波数据，该故障B相接地，消弧线圈处于过补偿状态，接地现象为每3个周波发生1次暂态冲击过程，应是自动控制设备动作造成的。*现场反馈：2021年2月4日2时41分发现东关开发区（583线）用户变压器B相断线接地，4时13分故障恢复。*结论：在线指示、后台分析和现场反馈情况完全吻合。*录波波形见图3。*短时与瞬间故障：通过录波分析发现石槽站小山头支线频繁发生瞬间和间歇性接地故障，有发生永久性接地的潜在风险，应进一步分析原因，及时排除，避免发生永久性接地。5结论带有录波功能的新型接地类故障诊断设备，能完整记录故障波形，准确辨识故障，通过后台分析，可追溯故障过程，检验消弧线圈动作的准确性，对有潜在风险的支路给（下转第180页）线路号城中511城中514城中515城中516城中517城中518无城中514城中516城中L508城中L538线路名步行街长兴北街城西中街西大街府后街粮机KBI回长兴北街西大街英雄街I回消弧线圈消弧线圈录波数/次123231故障时间2021-01-20T0:362021-02-08T8:062021-02-08T8:042021-12-15T4:112021-12-25T4:572021-01-03T15:342021-02-20T8:582021-02-24T19:032021-12-12T2:012021-12-25T4:572021-01-01T21:562021-12-21T9:19持续时间瞬时24s间歇性持续8s瞬时瞬时瞬时瞬时瞬时瞬时瞬时瞬时瞬时备注极性接反极性接反极性接反极性接反无信号无信号无信号故障类型单相接地其他故障现场接线线路号石槽584石槽583石槽588石槽571石槽585石槽L518石槽566石槽582线路名延安南路东关开发区小山头解放东街长兴KBII回消弧线圈（母段一）PT（母段二）延安中路路灯录波数/次431932故障时间2021-12-06T22:562021-02-22T12:022021-02-22T13:082021-02-22T16:582021-02-04T0:082021-02-04T3:582021-02-04T10:212021-12-162021-12-209-01-192021-01-222021-01-272021-02-022021-02-082021-02-092021-02-142021-02-152021-02-162021-02-172021-02-182021-02-208-12-18T02：012021-02-06T23:57持续时间瞬时瞬时瞬时瞬时161min470s瞬时瞬时间歇性接地间歇性接地瞬时间歇性接地间歇性，有持续38s接地瞬时瞬时瞬时间歇性接地间歇性接地间歇性接地间歇性接地瞬时瞬时瞬时备注有稳定接地此支路持续有间歇性接地，怀疑此支路有比较大的安全隐患无信号极性接反无信号无信号故障类型单相单支路故障单相双支路故障现场接线表3长治城中站母段一数据分析表4长治石槽站母段一、二数据分析图2城中站录波波形图3石槽站录波波形171（上接第171页）出报警，并纠正工程中的接线错误，即便发生诊断失败的情况，也可通过研究录波数据改进算法，并且该系统的投运，使得在发生故障时维护人员能迅速赶赴现场，排除故障，缩短了恢复供电时间，提高了供电的可靠性，大量减少了故障巡线人员，节省了巡线时间，大大提高了工作效率，具有推广价值。（责任编辑：张红）────────────────第一作者简介：肖斌，男，1972年8月生，1997年毕业于山西大学光电子专业，工程师，长治供电分公司，山西省长治市太行东街63号，046011.TheApplicationofComprehensiveFaultDiagnosisandFaultRecorderinChangzhiDistributionNetworkXIAOBin,WANGChan-qiongABSTRACT:Inthelightoftheresearchonthefaultmechanismsuchasshortcircuitandgroundinginsmallcurrentgroundingdistributionnetwork,thispaperputsforwardanewmethodforjudgingthefaultsofdistributionnetwork,andthroughitsapplicationintwourbannetworksubstations,provestherouteselectionaccuracyofthissystem.KEYWORDS:comprehensivefaultdiagnosis;faultrecorder;distributionnetwork;ChangzhiCity学位的教师达到80％以上。（3）国内外进修与培训。为了推进教师教学水平的不断提高，我院经常聘请专家来校举办教学理论方面的讲座，提高大家对高职教育规律的认识；每年定期组织教学基本功大赛和教案选评，作为教师评聘职称的主要依据；选派专业教师到企业进行实践锻炼，提高教师实践工作的能力；组织教师参加现代教育技术培训，提高教师多媒体教学、计算机辅助教学的能力；在经费上保证骨干教师外出参加国内外有关专业会议和交流活动等，学习先进的教学模式、先进的教育理念和教学方法，并进行课题研究与交流。加强计算机和外语的培训，要求45岁以下的教师计算机水平达到国家二级，使教师能掌握现代多媒体教学技术，用计算机进行辅助教学。（4）提高教师科研能力水平。制订计划，鼓励教师进行科研活动，包括撰写著作、编写教材、发表论文、进行教育教学改革研究和科研项目研究等。具体措施：把每年教师完成的科研成果记入工作量，并予以经费补贴；每位教师每年在公开刊物上发表论文2篇；完成本专业主干课程教材编写工作；每2年完成科研课题或著作1部。3教师队伍建设预期效果通过以上措施，旨在提高教师队伍的整体素质，以使本专业教学团队成为全国一流的教师队伍。（1）在教师队伍建设的体制和机制上有较大突破，建成一支学院专业带头人、企业学科专家和有职业教育高级管理水平和能力的管理专家组成的专业领军团队。（2）校企高度渗透融合，“双师型”教师的培养、使用和激励机制有创新，形成“双师型”专业教师持续培养的长效机制，充分发挥了山西省建筑行业人才优势，兼职教师作用得到充分发挥，推行“双师授课法”，形成了特色鲜明的“双师结构”和“双师素质”的专兼职教学团队，师资队伍质量和社会声誉得到提高，教师队伍的整体水平实现大幅度提升。参考文献［1］梁盛祥．我校教师团队建设的实践与反思［J］．教育导刊，2006（5）：45－46.［2］刘洪文．高校教学团队建设初探［J］．科技信息，2021（36）：699－702.（责任编辑：张红）────────────────第一作者简介：李峰，男，1967年6月生，2006年毕业于太原理工大学，副教授，山西建筑职业技术学院，山西省太原市学府街50号，030006.ProbeintotheConstructionofProfessionalTeachingTeaminHigherVocationalCollegeLIFeng,ZHAOXue-yunABSTRACT:Thispaperputsforwardtheplansandmeasuresfortheconstructionofprofessionalteachingteaminhighervocationalcolleges,analyzestheexpectedeffectoftheteamconstruction,andpointsoutthatestablishingthehigh－efficientteachingteamwiththestructureofdouble－certificatedteachershasanimportantsignificanceforteachers’professionaldevelopmentandtheimprovementoftalentcultivationquality.KEYWORDS:highervocationalcollege;teachingteam;structureofdouble－certificatedteachers;teachingquality李峰，赵雪云高职院校专业教学团队建设初探本刊E-mail:bjb＠sxinfo．net高校园地随着科学技术的进步和人民生活水平的提高，配电系统结构日趋复杂，人们对具有降低线损和提高电能质量起重要作用的无功补偿措施越来越重视，并提出了更高的要求。配电系统无功潮流分布是否合理，不仅关系到电力系统向电力用户提供电能质量的优劣，而且还直接影响电网自身运行的安全性和经济性。由于电网容量的增加，对电网无功要求也与日增加。若无功电源容量不足，网络的功率因数降低，系统运行电压将难以保证，电压的降低将使电气设备得不到充分利用，降低了网络传输能力，并引起损耗增加。因此，解决好配电网络无功补偿的问题，对电网的安全性和降损节能有着重要的意义。合理的无功补偿点的选择以及补偿容量的确定，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而降低有功网损，减少发电费用。而且由于我国配电网长期以来无功缺乏，其造成的网损相当大，因此无功功率补偿是降损措施中投资少回报高的方案，是电力部门及用户不可缺少的节能设备。把具有容性功率的装置与感性负荷联在同一电路，当容性装置释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性装置吸收能量，能量在相互转换，感性负荷所吸收的无功功率可由容性装置输出的无功功率中得到补偿。

在电网运行中，因大量非线性负载的运行，除了要消耗有功功率外，还要消耗一定的无功功率。负荷电流在通过线路、变压器时，将会产生电能损耗，由电能损耗公式可知，当线路或变压器输出的有功功率和电压不变时，线损与功率因数的平方成反比。功率因数越低电网所需无功就越多，线损就越大。因此，在受电端安装无功补偿装置，可减少负荷的无功功率损耗，提高功率因数，降低线损耗。

接入电网要求：

安装地点和装设容量，应根据分散补偿和降低线损的原则设置。补偿后的功率因数应符合现行国家标准《全国供用电规则》的规定(一般不低于0．9)。

无功补偿的作用：

功率因数低，电源设备的容量得不到充分利用，负载功率因数越低，通过变压器送出的有功功率就越小，有相当大的一部分功率在电源和负荷之间来回传输，这部分功率不能做有用功，变压器不能被充分利用。功率因数偏低，在线路上会产生较大的压降和功率损耗。线路压降增大则负载电压降低，有可能使负载工作不正常。

补偿方式：

1)集中补偿：电容器组集中安装在总降压变电所6—10kV母线上，提高整个变电所的功率因数，这样可减少高压线路的无功损耗，提高变电所的供电电压质量。2)分组补偿：电容器组安装在终端变电所的高压或低压线路上。3)就地补偿：将电容器安装在感性负载附近，就地进行无功补偿。4)静态补偿：电容柜的控制器测出电路的功率因数并决定要补偿的电容器，并投入电容器补偿，需要一定的时间。特别是某个或几个电容器从电路中切除后需要有一定的时间间隔进行放电，才可以再次投入。有的负载变化快，这时电容器的切除、投入的速度跟不上负载的变化，所以称为静态补偿。静态补偿的优点：价格低，初期的投资成本少，无漏电流。缺点：涌流大，即使采用了限流接触器，涌流仍可达到电容器工作电流的十几倍。寿命短、故障多、维修费用多。5)动态补偿：采用晶闸管控制电容器的接入和切除，选择电路上电压和电容器上电压相等时投入、切除，此时流过晶闸管和电容器的电流为零。解决了电容投入时的涌流问题。动态补偿的优点：涌流小、无触点、使用寿命长、维修少、投切速度快(≤20ms)。缺点：价格高、发热严重、耗能、有漏电流。低压并联电容器无功补偿回路配置总回路刀开关和分回路交流接触器或功能相同的其他的元件：保护用避雷器：熔断器，热继电器(装设谐波超值保护时可不装》限制涌流的限流线圈(交流接触器或电容器本身具备限制涌流的功能时可不装》放电元件：动投切控制器、保护元件、信号和测量表计等配套元件，谐波含量超限保护，在电容器前装上HFX消谐波磁环，阻止谐波进入电容器，保护设备正常运行。

电器和导体的选择：

1)并联电容器装置的总回路、分组回路的电器和导体的稳态过电流，应为电容器组额定电流的1．35倍。2)开关：额定电流不能小于电容器组额定电流的1．35倍。3)接触器选型：对比表如表1所示。4)避雷器：应选用无间隙金属氧化物避雷器。5)熔断器：不应小于电容器额定电流的1．43倍，不宜大于额定电流的1．55倍。6)热继电器：电容器额定电流的1．35倍。7)限流线圈：额定电流不应小于所连接电容器的额定电流，其允许过电流值不应小于电容器组的最大过电流值。8)放电元件：放电性能应满足电容器组脱开电源后在3min内将电容器组上的剩余电压降至50V以下。9)自动投切装置：JKL型通过检测无功电流控制电容器投切；JKW型通过检测无功功率控制电容器投切。低压并联电容器装置应具有电流表、电压表、功率因数表及投入和切除信号。10)低压电容器：采用自愈式电容器。

补偿容量的选择：

当不具备设计计算条件时，变电所里的电容器安装容量可按以下方案确定：30—80kVA应有自动投切低压无功补偿装置，其容量按照变压器容量30％选择，无功补偿采用分补和三相共补结合的方式，接线方式分补采用Y接，共补采用Δ接。

如已知补偿前的功率因数COSφ、补至0．9或0．95，查表可以查到每kW负荷需补电容的系数再乘以负荷kW数作为需要补的电容器的kvar。电容器安装时注意电容器间距不小于30mm，对地不小于20mm。具体参数如表2、表3所示。成套设备的标准GB／T15576—1995《低压无功功率静态补偿装置总技术条件》JB／DQ6141—8《低压无功功率静态补偿装置总技术条件》JB／DQ6141—86则压无功功率补偿装置》JB7113—93《低压并联电容装置》DL／T597-1996《低压无功补偿装置定货技术条件》GB7251．1—1997《低压成套开关设备和控制设备》。

随着科学技术的进步和人民生活水平的提高，配电系统结构日趋复杂，人们对具有降低线损和提高电能质量起重要作用的无功补偿措施越来越重视，并提出了更高的要求。配电系统无功潮流分布是否合理，不仅关系到电力系统向电力用户提供电能质量的优劣，而且还直接影响电网自身运行的安全性和经济性。由于电网容量的增加，对电网无功要求也与日增加。若无功电源容量不足，网络的功率因数降低，系统运行电压将难以保证，电压的降低将使电气设备得不到充分利用，降低了网络传输能力，并引起损耗增加。因此，解决好配电网络无功补偿的问题，对电网的安全性和降损节能有着重要的意义。合理的无功补偿点的选择以及补偿容量的确定，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而降低有功网损，减少发电费用。而且由于我国配电网长期以来无功缺乏，其造成的网损相当大，因此无功功率补偿是降损措施中投资少回报高的方案，是电力部门及用户不可缺少的节能设备。

1、无功补偿的基本原理

无论是工业负荷还是民用负荷，大多数均为感性。所有电感负载均需要补偿大量的无功功率，提供这些无功功率有两条途径：一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。如果由输电系统提供，则设计输电系统时，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率。由输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而由补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低无功损耗，提高系统的传输功率。

电感性负载由于电流滞后于电压，造成功率因数下降，如图1所示。利用电容电流超前于电压和储能特性将电流移相，使电流和电压相角一致，从而提高功率因数。2、低压无功补偿装置的选择

采用以无功功率为检测量的智能型控制器，将低压无功补偿的功能纳入配电综合测试仪中，采集的数据包括无功补偿内容，更好地实现配网自动化。

低压配电网络具有分布范围广、节点多、负荷特性不一、负荷变化大等特点，以往仅仅根据大概估计与人工短时测量的方法对低压配电网进行监视，安全性、可靠性与准确度均较低，无法了解各相有功、无功负荷的变化情况。根据现代配电网络的运行管理需要，无功补偿设备也应具有先进的数据采集与储存分析功能，通过高速率采样监测电网各种交流量，并整点记录，便于对电网运行数据进行总结与分析。

随着配电管理现代化要求的日趋强烈，通过集配网监测与无功补偿于一体的配电综合测试仪可以实现配电运行参数的测量、分析、统计，并实现无功补偿智能化和数据传输，得到了供电部门普遍认同。配电综合测试仪能够实时监测配网的三相电压、电流、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数、谐波等运行数据，目前的产品精度已比较高，并可以检测1～21次谐波参数，可以完成对整个低压配电线路的监测、分析处理、报表输出等综合管理，为低压配电线路的科学管理提供第一手可靠数据，还能够根据系统实时测量的无功功率，和投入门限及目标功率因数一起作为无功投切物理量，通过软件编程，可以更理想地补偿配网中的无功损耗，提高功率因数、降低线损，从而提高配网的负载能力和供电质量。

装置提供无线和GPRS通讯功能，可实现就地和远程抄表，并提供强大的后台软件对历史运行数据进行分析与计算。电容倒送无功的问题得到彻底解决，电网电压高于245V时或者低于165V时，电容全部切除，从而有效地保护了电容器和电网。

3、投切控制方式的选择

为了尽可能地减小装置的体积，简化结构，提高装置的可靠性，即将电容器按一定容量比进行分组，通过控制器的软件对这些电容器组进行排列组合投切。当电容容量不相等时，电容按从小到大排列，取小于无功投切物理量的电容投入，当满足电容投切条件时，优先投切较大的电容，然后投切较小的电容，当无功投切物理量大于所配置的电容，而该投容量对应的电容已投入，该切容量对应的电容已切掉时，应投切最接近无功投切量的较大一个电容，对于相同容量的几个电容，应考虑小范围内的循环投切，这样既有利于提高投切精度，又有利于元器件的使用寿命。

4、控制目标的选择

通常的控制目标为：功率因数、无功功率、无功电流、电压。根据具体情况，以挖掘配变的容量为主要目的，所以电压不应该成为控制目标。以功率因数为检测量，缺点是轻载时容易产生投切振荡，重载时补偿不充分；以无功功率为检测量，是根据系统实时测量的无功功率，和投入门限及目标功率因数一起作为无功投切物理量，通过软件编程，使电容按最佳的方案投切。投入门限及目标功率因数是为防止投入电容后出现过补偿引起电容频繁投切作设定的，以达到最少的投切次数和最优化的补偿容量。

5、切换电容接触器的选择

传统采用电容切换交流接触器，近几年很多用户选用过零投切的智能复合开关。复合开关的基本工作原理是将晶闸管与磁保持继电器并接，实现电压过零导通和电流过零切断，使复合开关在接通和断开的瞬间具有晶闸管过零投切的优点和在正常接通期间又具有继电器开关无功耗的优点，其实现方法是投入时在电压过零的瞬间可控柜先触发导通，稳定后再将磁保持继电器吸合导通，而切断时先将磁保持继电器断开，晶闸管延时过零断开，从而实现电流过零时切除，最近很多厂家生产的复合开关又增加了让晶闸管在磁保持继电器接通后，正常运行的过程中保持在关断状态，只在复合开关在接通和断开的时候由晶闸管控制，因此复合开关浪涌电流小，对电流和电网冲击小，具有较高的电寿命。由于磁保持继电器关合时只有晶闸管的导通压降可以说几乎没有燃弧的可能，因此可不必考虑灭弧要求，从而体积小巧。为了保证复合开关的可靠运行，很多厂家把晶闸管的额定(通态)电流参数和额定电压相应作了提高，据计算需(1.5～2)的实际负载电流、U.ked需大于2500V，这样的晶闸管价格昂贵，现已有厂家在研究让晶闸管只起控制继电器过零电位导通的作用，并采取措施让电容在10s内放电完毕(电压为0V)，导通和切断电容器回路由提高电流等级的双电源继电器完成，稳定性可以进一步提高，经济性也较好。复合开关的动态投切效果和可靠性都优于电容切换专用接触器。目前农村低压网无功缺额很大，平均功率因数在0．6以下。由此造制的有功损耗约占整个低压网报60％～80％。为此，制订一个合理、切实可行、符合农村现实条件、以提高功率因数为主的最佳补偿方案十分必要。一、加强企业用电管理，做好设备配套工作，借以提高用户自然功率因数。据普查，乡镇企业和农用电动机，多数在10千瓦以下，负载率平均在20～50％左右，长期处在“大马拉小车”状态。这些电动机多数角接，平均功率因数在0．6～0．7。将这类电动机采用星三角自动转换装置控制。能显著提高功率因数；负载率在46％以下的角接电动机，均可将角接改星接运行。角改星运转电动机负载率可提到0．7～0．8功率因数可提高到0．85以上。由于电动机的铁芯有功损耗与相电压平方成正比，因此，角改星运行后相线包电压由380伏降到220伏，铁芯有功损耗大致减低到50～60％。虽然相包中电流增加，铜损耗也有所增加，但总有功损耗仍下降很多。二、根据用户配变容量和低压网络的实际情况，采用不同的补偿方案提高功率因数。1．配变容量在560～320千伏安的用户，一般有配电室和数个车间，供电半径300米（1）集中补偿将所需补偿总容量的50～60％的电容器，装设在低压配电室，购置BJZ－3一01功率因数自动投切开柜，可达到最佳补偿。总投资6．5～20千元左右，2年即可收回。（2）分散成组补偿将剩余部份电容器分散到各车间，成组接在车间动力配电箱母排上，由车间电工投切控制，使无功负荷就地平衡，减少低压线路无功负荷穿越损耗。（3）个别补偿对单台容量较大的电动机，宜采用个别补偿方式。电容器与电动机引出线并联，既可省去控制设备，减少投资，又可提高电动机启动电压，缩短启动时间。2．配变容量在320～180千伏安的低压用户，宜用集中补偿为主，辅以车间成组补偿方案。3．配变容量在180～100千伏安的低压用户，应采用集中补偿方案。这类用户，低压供电半径一般不足百米，车间与配电室相隔很近，低压网总电阻很小，负荷较集中，因此在配电室安装功率因数自动投切柜，资力不足的用户，可采用简易式手动投切电容器组。控制电器在市场皆可购到。从安装到投运需投资2～3千元，1～2年可全部收回。三、无功补偿容量的确定1．根据国务院《二号节能指令》和水电部、物价局颁发的《功率因数调整电费办法》的通知精神，规定了各类用电户必须达到的功率因数标。因此，确定用户补偿容量时，应按用户历年最高负荷月平均功率因数值与国家规定值的差额部分，作为补偿容量。计算式：QC=P2D（tgф1一tgф2）千乏式中QC一应补偿的电容量，千乏P2d一用户最高负荷月平均有功功率，千瓦；tgф1一补偿前功率因数角的正切值；tgф2一补偿到规定值时的功率因数角正切值。2．单台电动机个别补偿容量的确定电容器与电动机并联补偿，是简单、经济的补偿方式。补偿容量与电动机所带机械负荷惯性大小有关。当电动机轴负荷惯性小（如风机）时，并按电容器容量应不大于电动机空载无功容量即：Qc≤ucI0千乏式中I0一电动机空载的电流，安；UE一电动机额定电压，千伏；QC一个别补偿容量，千乏。当电动机轴负荷惯性很大（如水泵、磨机）时，电容器容量可按电动机额定有功功率1．35～1．5倍选择即：Qc≤（1．35～1．5）Peo这样选择的补偿容量，虽大于电动机空载无功容量，但在电动机退出运行时因仍带有一定轴负载，故不会发生电容自激过压危险。有关低压无功补偿的讨论一、补偿前平均功率因数的计算1.刚投产不久或处在设计中的用户，按计算负荷平均功率因数。式中：Ppj——年平均有功负荷(kW)Pjs——计算有功负荷(kW)Qjs——计算无功负荷(kvar)α——有功负荷系数，α≈0.7~0.8β——无功负荷系数，β≈0.75~0.852.投产一年以上的老厂;按过去一年的电能消耗量计算平均功率因数式中：Wni——全年有功电能耗消量(kW·h)信息请登陆:输配电设备网Vni——全年无功电能消耗量(kvar·h)二、无功补偿容量的确定1.按补偿前后平均功率因数计算补偿容量式中Qc——需要补偿的无功功率(kvar)Q′pj——补偿后的无功功率(kvar)信息来自:输配电设备网tgφ1——对应cosφ1的正切值信息请登陆:输配电设备网tgφ2——对应cosφ2的正切值Δqc——比补偿容量(kvar/kW)可查表cosφ2——补偿后功率因数2.按年电能消耗量和年最大负荷利用小时计算补偿容量。3.单台电动机个别补偿容量的计算。①当电机轴负荷惯性小(如风机)时，按空载视在功率计算补偿容量：信息请登陆:输配电设备网式中Ul——电动机额定电压(kV)信息来自:输配电设备网I0——电动机空载电流(A)②当电动机轴负荷惯性很大(如抽水机)时，按额定有功功率计算补偿容量：式中Pe——电动机额定有功功率kW数。经验证明，这样选择的补偿容量，前者在任何负载下的功率因数不会低于0.90，后者也不会造成电动机自激过电压危险。三、移相电容器数量的确定信息来自:tedeq——单个电容器的额定容量少var)机取相近的偏大的整数信息来四、放电电阻和保护熔丝的计算1.放电电阻验算按GB3983-83规定，放电电压由电网电压值Ul的倍放电到65V的时间应为：式中R——放电回路每相电阻(Ω)信息请登陆:输配电设备网C——电容器组投切每步每相电容(F)信息请登陆:输配电设备网t——电容器组投切每步放电时间(S)信息来自:输配电设备网Ul——电网额定电压(kV)其中C=qc/nφ,nφ为电容器的相数对于装在380V低压电网上的电容器来说(8)式可简化为：信息来自:输配电设备网t=2.1Rc≤10(S)(9)①放电电阻值，由(9)式得：注意，我们一般将电阻接成Y形。在放电过程中也就是Δ形联接的电容器每边电阻。故有.③放电电阻的功率计算电容器在运行状态及考虑耐久性放电，电阻消耗功率分别为：式中PRn——额定电压下消耗的功率PRn——过负荷运行消耗的功率信息来自:tede电容器储存总能量③放电电阻选择信息请登陆:输配电设备网根据运行中消耗功率最大值，取其两倍的放电能力，即可按两倍PRn和RY而选定。信息来自:输配电设备网当然也应指出，可用白炽灯泡放电，只要电阻能满足要求。若电容器直接与电动机等绕组联在一起。可不另装放电装置.2.电容器探护熔丝规格选择电容器应有短路保护。于本文所讨论的低压范围可按电容器的额定电流和熔丝规格选择，综合考虑一般按：Ie熔≤l.43～1.50Ie容式中Ie熔——熔丝的额定电流(A)信息来自:输配电设备网Ie容——电容器的额定电流(A)。[无功补偿]低压非对称无功补偿解决方案(1)随着经济生力产水平的发展，电费已成为企业的主要生产成本（这里面包括由于不合理用电造成电能效率降低、设备故障率增加、设备寿命减短等因素造成的维护成本增加）。解决企业电力供需矛盾，除采用科学节能的新产品、新技术、新工艺外，改善电力环境、搞高电能使用效率、降低损耗也是缓解供电压力的有效途径。采用无功补偿系统是企业改善供电质量不失为一条有效的途径。做好无功补偿工作，不但可起到扩大现有输变电设备供电能力、改善电能质量、降低线路损耗、缓解供电能力不足的作用，而且还能取得良好的经济效益，如延长供用电设备的使用寿命、降低用户的电费支出等。随着矿物能源的日益枯竭，不可再生能源已经不能满足人类未来发展的需要。人们不断的寻求新能源、倡导绿色消费。但据有关统计表明，可再生能源发电占全球总发电量的比例从1993的20.6%下降到2001年的18.4%。而在此期间，石油、煤炭及天然气等矿物燃料的发电量以年均3.24%的速度增长，核能发电的年均增长率也高达2.43%。这表明风能、水力、太阳能等可再生能源发电能力的开发速度，难以满足日益增长的电力负荷需求。在开源节流的同时，节能降耗、提高电能使用效率也是缓解供电压力的有效途径。1、无功补偿目前存在的问题由于无功补偿系统设备选型不合理、设备运行参数设置不正确造成的设备非正常工作，不仅没有给企业带来经济效益反而由于无功过补偿或欠补偿造成不必要的罚款，甚至是影响其它设备的正常工作。无功补偿系统非正常工作主要集中在以下几个方面：1.1容量不匹配一般控制器均配备有12组电力移相电容器，容量不匹配主要集中在电容器单体容量配置过大。由于每个单体电容器容量是固定的，当系统所需的电容量小于单组电容器最小容量时，电容器组不投入工作时系统存在功率因素过低呈感性(久补)，而当电容器投入工作时又会因为所投的电容器容量过大造成系统过补呈容性(同样导致功率因素过低)。如果投切控制不当，还会造成电容器不断的投入、断开、投入、断开形成投切振荡。1.2负荷变动造成不匹配对于建站初期负荷较小，以后负荷逐渐增大的情况。由于无功补偿系统设计上都有一定的冗余量，故此情况下扩容量不超过冗余量是不会引起无功补偿异常。反倒是由于企业设备更新、改造后，原有设备功率因素提高后造成系统无功的需求减少，从而引起容量不匹配。如：某隧道灯具原使用线圈式整流器高压纳灯，后改为电子式整流器高压纳灯。影响最大的还要数正负无功变化较大的场合。如企业某设备群无功分量较大，下班后设备群停止工作后系统无功分量就主要来自于变压器等电源设备。此时系统所需的电容量若小于单组电容器最小容量时，系统就容量出现过补或欠补。这也是企业变压器轻载后功率因素不达标的因素之一。1.3参数设置不当引起的异常由于移相电容无功补偿系统的工作原理是通过增加容抗抵消系统感抗，从而实现系统无功的调节。但电容和电抗的组合必然会在某些频率下产生共振，这种由电感L和电容C组成的，可以在一个或若干个频率上发生谐振现象的电路，统称为谐振电路(如图1)。图1此时系统阻抗最低，容抗和感抗相抵消后系统阻抗等于电阻。用公式表示为：Z=R+jXL−jXC=R其中，Z为阻抗，R为电阻，XL-XC=感抗-容抗=电抗。从公式中间可以清晰的看出：当感抗XL与容抗XC相等的时候，Z中间只包含实分量R，即纯电阻。此时即为谐振。高电压、大电流将会破坏电器设备。电路谐振时，电流或电压将会增大。这是由于自由电子运动与宏观物体运动一样具有惯性，如果没有外力作用，将保持静止或匀速直线运动，在电感与电容并串联电路中，当纯电阻很小时，自由电子在电场力作用下，应产生匀加速运动，但因电子运动速度是恒定的，就使同向运动电子的数量匀加速增大，因此要避免电力系统产生谐振，功率因素的设置就不能设置为1，介于变压器、发电机等均为感性设备避免出现“空载谐振”功率因素应偏感性为好。此外由于电容补偿具有抬升电压的作用，而发电机的出厂功率因素一般为0.8，此时若无功补偿系统将功率因素设置过高，即可将发电机电压抬升。如某发电机输出电压为400V(考滤输出压降，一般变压器、发电机均将输出调节至400V)，此时若无功系统投入工作后，容抗与感抗抵消后电源的阻抗变小后电源电压降减少，故而系统输出电压得以提升。柴油发电机，容量小，其无功功率小，变化大，很难实现补偿的适配切换;一旦出现过补偿，发电机输出电压上飘过压，发电机将会过高保护而停机。E=I(Z内+Z外)U外=E-U内=IZ内-IZ外Z=R+jXL−jXC=R[无功补偿]低压非对称无功补偿解决方案(2)随着经济生力产水平的发展，电费已成为企业的主要生产成本（这里面包括由于不合理用电造成电能效率降低、设备故障率增加、设备寿命减短等因素造成的维护成本增加）。解决企业电力供需矛盾，除采用科学节能的新产品、新技术、新工艺外，改善电力环境、搞高电能使用效率、降低损耗也是缓解供电压力的有效途径。采用无功补偿系统是企业改善供电质量不失为一条有效的途径。做好无功补偿工作，不但可起到扩大现有输变电设备供电能力、改善电能质量、降低线路损耗、缓解供电能力不足的作用，而且还能取得良好的经济效益，如延长供用电设备的使用寿命、降低用户的电费支出等。1.4谐波的影响由于在R、L、C的串联电路中，电压与电流的相位差。一般情况下XL-XC≠0，即u、i不同相，但适当调节L、C或f，可使XL=XC，XL-XC=0时，这时u与i同相，电路呈现电阻性，cosΦ=1，电路的这种现象称串联谐振现象。见公式：XL=2πfL

可见当L与C的值固定时，影响感抗与容抗的值就只有频率F。我国电网中的频率是固定的(F=50HZ)，由于半导体晶闸管的开关操作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性，电力系统的某些设备如功率转换器，就会有比较大的背离正弦曲线波形。三相整流负载，由于负载的对称性故出现的谐波电流是6n±1次谐波，例如5、7、11、13、17、19等，变频器主要产生5、7次谐波。例如荧光灯的电子控制调节器产生大强度的3次谐波(150赫兹)。当电网参数配合不利时，在一定的谐波频率下，就可形成谐波振荡，产生过电压或过电流，危及电力系统的安全运行，如不加以治理极易引发输配电事故的发生。谐波也是影响电容寿命的一大因素。2、传统补偿方式(静态补偿)其是一种根据指令，按一定步长或其倍数连续对无功负荷进行的补偿。用并联电容器改善供配电系统及连续运行的异步电动机、其它感性负荷功率因数的各类无功功率补偿装置。这种补偿投切依靠于接触器的动作，当电网的负荷呈感性时，如使用大量电动机、电焊机等负载，这时电网的电流滞带后电压一个角度。当负荷呈容性时，如过量的补偿装置的控制器，这是电网的电流超前于电压的一个角度，即功率因数超前或滞后是指电流与电压的相位关系。通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量，来决定电容器的投切，这个物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率。2.1梯形的电容配置静态补偿装置的补偿容量是固定步长或其倍数不能随负荷而变化，只能分级补偿固定的无功功率(其补偿精度决定于电容器组中单台电容器的电容量),而不能实现连续、线性的补偿。“欠补”和“过补”交替发生，计费方式又为“反转正计”，使得变电所平均功率因数补偿精度差，不适合在无功负荷变化快的场合。在负荷变动大的场所用固定补偿方案解决不了功率因数问题，不能随负荷的无功波动随机的调节补偿的容性无功，所以不具备抑制谐波和电压波动。要解决功率因数问题，抑制谐波和电压波动，必须放弃固定补偿方案。2.2采用电磁式接触器该接触器是在普通交流接触器的主触点上加装了一套限流阻抗，在电容器投切不频繁时，起到了一定的作用。由于其采用电磁式接触器作为投切开关，静态无功补偿系统因受电流浪涌冲击，接触器动作频繁有触点易损坏，电容器为阶梯型投切，有合闸涌流和过补偿的可能，容易发生投切振荡。采用专用接触器进行电容器投切的无功补偿装置，只适用于在负荷基本平稳、且三相电压基本平衡的理想工作环境下使用。2.3全相补偿方式电容器组三相角形联结便于自动滤除三次谐波,一体化封装则便于安装。对无功控制器要求也较低，电压、电流采样只要采集一组数据即可，而无须对三相电压、电流都进行采样。采用三角形联较星形连接其提供的无功将比星形联接大三倍，故可采用较小的电容。但在单相设备较多的场合，各相之间的无功功率是不一样的。采用全相补偿