某厂供配电设计

3.运行费用最低 3.运行费用最大 4.运行费用次之 由上表可见，采用并联电容器进行无功补偿是一种投资少、施工简单、见效快的补偿方式，它可以很方便的就地控制电容投切，以减少线损，消除无功馈乏给系统带来的负面影响。所以我们选用并联电容器来补偿。

并联电容器的装设方式有高压集中补偿，低压集中补偿和单独就地补偿三种。其中高压集中补偿补偿范围小，只能补偿总降压变电所的10KV母线之前的供配电系统中由无功功率产生的影响，而对对无功功率在企业内部的供配电系统中引起的损耗无法补偿，因此不选用。低压集中补偿补偿范围较大，能使变压器的视在功率减小，从而使变压器的容量可选得较小，因此比较经济。单独就地补偿投资较大，电容器的利用效率较低。综上考虑，我们选择BSMJ0.4-60-3型电容器进行低压集中补偿如图1-1所示：

图1-1 BSMJ0.4-60-3型电容器

BSMJ0.4-60-3型电容器符合GB12747.1-2004和IEC60831-1996标准，使用条件如下：

? 环境温度-25℃～+50℃，湿度≤85%，海拔2000米以下；

? 额定电压400VAC，耐电压极间2.15倍额定电压5秒钟，极壳间6KVAC

可10秒钟，最高允许过电压1.10倍额定电压； ? 额定容量60Kvar，容量允许-5～+10%；

? 损耗角正切值，在工频额定电压下，20℃时tanδ≤0.1%； ? 绝缘性，极壳间500DVC，1分钟，R≥1000MQ； ? 最高允许过电流为1.30倍额定电流；

? 自放电特性，电容器断电后3分钟，剩余电压从2Un降至75V或更低。 BSMJ0.4-60-3型电容器主要特点如下：

? 体积小，重量轻

由于采用金属化聚丙烯膜新材料作为介质，体积小、重量仅为老产品的1/4和1/5；

? 损耗低

实际值低于0.1%，自身的能耗低、发热少、温升低、工作寿命长、节能效果佳； ? 优良的自愈性能

过电压所造成介质局部击穿能迅速自愈，恢复正常工作，使可靠性大为提高； ? 安全性

内装自放电电阻和保险装置，使用安全可靠； ? 不漏油

采用微晶蜡作为浸渍剂，常温呈固态，熔点高于70℃，使用时不漏油。 要求在高压侧的功率因数不低于0.92，而变压器的无功损耗远大于有功损耗，故在低压侧补偿时应要求低压侧的功率因数大于0.92，因此在功率补偿时，暂定低压侧功率因数为0.95，这样也满足低压侧的功率因数大于0.86。（由负荷关系和负荷计算可知，由于厂房有一级负荷及二级负荷，所以需要两台35/10.5KV的总降压变压器TM1，以及供给个分厂的两台10/0.4KV降压变压器TM2）

1）10/0.4KV降压变压器TM2无功功率补偿

低压侧

0.4KV侧：

补偿前的无功功率：Q303 ? KΣ * Q30=0.9*2552.85=2297.57kvar

补偿后的有功功率不变，为： P303 ? KΣ *（Pc+ P照明）=0.9*3298.4=2965.56KW 需要补偿的无功功率：

''QC?Q303?Q30?P(tan??tan?)=P303(tanarccos0.758?tanarccos0.95) 303 =1577.11 Kvar

补偿电容器的个数为n?Qc/qC=1577.11/30=52.57,取n=54为3的整数倍

'补偿后的无功功率：Q302= Q303- Qc=2297.57-30*54=677.57Kvar '2?P303?(Q303?QC)2=3041.98KVA 补偿后的视在容量： S30'补偿后的计算电流：S30/3UN =3041.98/(√3×0.38)=4621.81A

'补偿后的功率因数：cosθ=P303/S30=2965.56/3041.98=0.975＞0.86，满足要求。

高压侧10KV侧:

电力变压器的功率损耗按照下式近似计算

'=45.63KW ?PT=0.015S30'=182.52Kvar ?QT=0.06S30高压侧

补偿后的有功功率：P302= P303+?PT=2965.56+45.63=3011.19KW

'补偿后的无功功率：Q302= Q302+?QT=677.57+182.52=860.09kvar '2补偿后的视在容量：S302?P3012?Q302=3131.62KVA

补偿后的计算电流：I30?S3023UN3131.62 /(√3×10)=180.8A

补偿后的功率因数：cosθ=P30/S30=3011.19/3131.62=0.961＞0.92，满足要求。 取补偿电容器的个数为54个。即在TM2低压侧（0.4KV侧）无功功率补偿需要54个BWF0.4-30-3的电容器。

2）补偿后验证35/10.5KV变压器是否需要补偿

低压侧10．5KV侧：

有功功率为： P301 ? KΣ *（Pc1+ P302）=0.9*（3000+3011.19）=5410.07KW

'无功功率：Q301 ?0.9*（Qc1+Q302）=2448.08 kvar

S301?P3012?Q3012 =5938.2 KVA

计算电流：I30?S3013UN=5938.2 /(√3×10)=342.84A

功率因数：cosθ= P301/ S301=5410.07/5938.2=0.911＞0.86，满足要求。

?PT=0.015S301=89.07KW ?QT=0.06S301=356.29Kvar 高压侧35KV侧：

有功功率：P30= P302+?PT=5410.07+89.07=5499.14KW 无功功率：Q30= Q302+?QT=2448.08 +356.29=2804.37kvar

22视在容量：S30=P30=6172.93KVA ?Q30功率因数：cosθ=P30/S30=5499.14/6172.93=0.891﹤0.92，可知主变压器需要进行无功功率补偿。仍在10KV侧低压侧进行无功补偿。

3）35/10.5KV降压变压器TM2无功功率补偿

低压10.5KV侧：

'补偿前的无功功率：Q301 ?0.9*（Qc1+Q302）=2448.08 kvar

补偿后的有功功率不变，为： P301 ? KΣ *（Pc1+ P302）=0.9*（3000+3011.19）

=5410.07KW

需要补偿的无功功率：

'QC?Q301?Q30?P301(tan??tan?')=P301(tanarccos0.911?tanarccos0.95)

=670.9 Kvar

补偿电容器的个数为n?Qc/qC=670.9/30=22.36,取n=24为3的整数倍

'补偿后的无功功率：Q301= Q301- Qc=2448.08-30*24=1728.08Kvar '2?P30?(Q301?QC)2=5679.36KVA 补偿后的视在容量： S30'补偿后的计算电流：S30/3UN =5679.36/(√3×10)=327.9A

'补偿后的功率因数：cosθ=P301/S30=5410.07/5679.36=0.953＞0.86，满足要求。

高压侧35KV侧:

电力变压器的功率损耗按照下式近似计算

'=85.19KW ?PT=0.015S30'=340.76Kvar ?QT=0.06S30高压侧

补偿后的有功功率：P30= P301+?PT=5410.07+85.19=5495.26KW

''补偿后的无功功率：Q30= Q301+?QT=1728.08+340.76=2068.84kvar '2补偿后的视在容量：S30?P302?Q30=5871.8KVA

补偿后的计算电流：I30?S303UN=5871.8 /(√3×35)=96.86A

补偿后的功率因数：cosθ=P30/S30=5495.26/5871.8=0.936＞0.92，满足要求。 取补偿电容器的个数为24个。即在TM1低压侧（10.5KV侧）无功功率补偿需要24个BWF0.4-30-3的电容器。

导线和电缆的选择是供配电设计中的重要内容之一。导线和电缆是分配电能