隨著用戶節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)，和對(duì)電能質(zhì)量問題的日益關(guān)注，無功功率補(bǔ)償設(shè)備成為越來越重要的電氣設(shè)備。作為低壓配電柜中結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的無功功率補(bǔ)償電容柜，不僅需要成套廠具有豐富的安裝經(jīng)驗(yàn)，而且不同廠家對(duì)產(chǎn)品的選型和安裝的要求也存在差異。錯(cuò)誤的選型或安裝可能影響產(chǎn)品性能，更有發(fā)生電氣事故的風(fēng)險(xiǎn)。
本文專門針對(duì)電氣成套廠客戶，介紹施耐德電氣無功功率補(bǔ)償系統(tǒng)的選型和安裝，幫助成套廠客戶為用戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的無功功率補(bǔ)償柜。
1施耐德電氣無功功率補(bǔ)償方案及產(chǎn)品選型
無功功率補(bǔ)償產(chǎn)品的選型一般分為補(bǔ)償容量選擇，補(bǔ)償類型選擇，保護(hù)元器件選型和電容控制器選型。
1.1補(bǔ)償容量選擇
一般情況下電氣設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)有補(bǔ)償柜的總?cè)萘?，如果電氣設(shè)計(jì)圖未標(biāo)出補(bǔ)償容量，成套廠可根據(jù)變壓器容量的20%～40%選擇無功補(bǔ)償柜容量。
1.2補(bǔ)償類型選擇
無功補(bǔ)償柜補(bǔ)償類型的選擇是最終要的環(huán)節(jié)，選型正確與否直接影響補(bǔ)償柜的效率和可靠性。補(bǔ)償類型的關(guān)鍵選型依據(jù)是系統(tǒng)的諧波污染程度，由于配電系統(tǒng)中非線性負(fù)載越來越多的被使用，其帶來的諧波污染問題日益嚴(yán)重，而無功補(bǔ)償電容器是配電設(shè)備中受諧波危害最大的設(shè)備之一，諧波不僅會(huì)造成電容器過載，乏值降低，縮短使用壽命，還可能造成電網(wǎng)諧振，發(fā)生嚴(yán)重的電氣事故，另外，不正確的補(bǔ)償類型選擇還會(huì)造成諧波放大，進(jìn)一步加劇配電網(wǎng)諧波污染程度。因此，必須根據(jù)諧波污染程度選擇正確的無功補(bǔ)償類型。
1.2.1施耐德電氣補(bǔ)償類型選型方法
首先將配電系統(tǒng)進(jìn)行簡化，將系統(tǒng)簡化為變壓器(容量Sn)，所有非線性負(fù)載總?cè)萘?容量Gh)，將Gh/Sn的比值，即非線性負(fù)載占系統(tǒng)容量的比例作為補(bǔ)償類型的選型依據(jù)(見圖1)：
當(dāng)Gh/Sn<15%時(shí)，表示系統(tǒng)諧波污染程度較輕，推薦補(bǔ)償類型為標(biāo)準(zhǔn)型無功功率補(bǔ)償。標(biāo)準(zhǔn)型無功功率補(bǔ)償方案采用標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)的純電容器，例如，400V配電系統(tǒng)采用415V的電容器。
當(dāng)15%
K=(Vn/Vr)2
Vn：電網(wǎng)電壓等級(jí)
Vr：電容器標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)
例如：一臺(tái)480V，68kvar電容器相當(dāng)于一臺(tái)400V，47kvar的電容器
68kvar×(400/480)2=47kvar
當(dāng)Gh/Sn>25%時(shí)，表示系統(tǒng)諧波污染程度嚴(yán)重，推薦補(bǔ)償類型為調(diào)諧型無功功率補(bǔ)償。調(diào)諧型無功功率補(bǔ)償方案由DR調(diào)諧電抗器和過諧型電容器組成。施耐德電氣提供的調(diào)諧型無功功率補(bǔ)償方案包括三種：
(1)阻抗比為5.4%，調(diào)諧頻率為215Hz
(2)阻抗比為6.92%，調(diào)諧頻率為190Hz
(3)阻抗比為13.7%，調(diào)諧頻率為135Hz
工業(yè)配電系統(tǒng)推薦采用阻抗比為5.4%，調(diào)諧頻率為215Hz的調(diào)諧補(bǔ)償方案，可以抑制和減少5次及以上的諧波污染;建筑配電系統(tǒng)推薦采用阻抗比為13.7%，調(diào)諧頻率為135Hz的調(diào)諧補(bǔ)償方案，可以抑制和減少3次及以上的諧波污染。
由于調(diào)諧補(bǔ)償方案采用了電抗器與電容器并聯(lián)，而電抗器與電容器的電壓方向正好相反，所以電容器的端電壓實(shí)際上被抬升。以調(diào)諧頻率為135Hz(阻抗比13.7%)的調(diào)諧補(bǔ)償方案為例，電容器實(shí)際端電壓Uc=400/(1-13.7%)=463.5V，所以必須采用480V的電容器以防止過壓。需要注意的是，雖然調(diào)諧方案也是采用480V的電容器用于400V的系統(tǒng)，也會(huì)有降容，但電容的降容計(jì)算與過諧型是有很大的不同的。
這里以調(diào)諧頻率為135Hz(阻抗比13.7%)，要求實(shí)際補(bǔ)償容量為300kvar的調(diào)諧補(bǔ)償方案為例，按單步實(shí)際補(bǔ)償50kvar×6路設(shè)計(jì)，計(jì)算示例如下。
