隨著用戶節(jié)能意識的增強，和對電能質(zhì)量問題的日益關注，無功功率補償設備成為越來越重要的電氣設備。作為低壓配電柜中結構比較復雜的無功功率補償電容柜，不僅需要成套廠具有豐富的安裝經(jīng)驗，而且不同廠家對產(chǎn)品的選型和安裝的要求也存在差異。錯誤的選型或安裝可能影響產(chǎn)品性能，更有發(fā)生電氣事故的風險。
本文專門針對電氣成套廠客戶，介紹施耐德電氣無功功率補償系統(tǒng)的選型和安裝，幫助成套廠客戶為用戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的無功功率補償柜。
1施耐德電氣無功功率補償方案及產(chǎn)品選型
無功功率補償產(chǎn)品的選型一般分為補償容量選擇，補償類型選擇，保護元器件選型和電容控制器選型。
1.1補償容量選擇
一般情況下電氣設計圖紙標有補償柜的總?cè)萘浚绻姎庠O計圖未標出補償容量，成套廠可根據(jù)變壓器容量的20%～40%選擇無功補償柜容量。
1.2補償類型選擇
無功補償柜補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償柜的效率和可靠性。補償類型的關鍵選型依據(jù)是系統(tǒng)的諧波污染程度，由于配電系統(tǒng)中非線性負載越來越多的被使用，其帶來的諧波污染問題日益嚴重，而無功補償電容器是配電設備中受諧波危害最大的設備之一，諧波不僅會造成電容器過載，乏值降低，縮短使用壽命，還可能造成電網(wǎng)諧振，發(fā)生嚴重的電氣事故，另外，不正確的補償類型選擇還會造成諧波放大，進一步加劇配電網(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償類型。
1.2.1施耐德電氣補償類型選型方法
首先將配電系統(tǒng)進行簡化，將系統(tǒng)簡化為變壓器(容量Sn)，所有非線性負載總?cè)萘?容量Gh)，將Gh/Sn的比值，即非線性負載占系統(tǒng)容量的比例作為補償類型的選型依據(jù)(見圖1)：
當Gh/Sn<15%時，表示系統(tǒng)諧波污染程度較輕，推薦補償類型為標準型無功功率補償。標準型無功功率補償方案采用標準電壓等級的純電容器，例如，400V配電系統(tǒng)采用415V的電容器。
當15%
K=(Vn/Vr)2
Vn：電網(wǎng)電壓等級
Vr：電容器標準電壓等級
例如：一臺480V，68kvar電容器相當于一臺400V，47kvar的電容器
68kvar×(400/480)2=47kvar
當Gh/Sn>25%時，表示系統(tǒng)諧波污染程度嚴重，推薦補償類型為調(diào)諧型無功功率補償。調(diào)諧型無功功率補償方案由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際上被抬升。以調(diào)諧頻率為135Hz(阻抗比13.7%)的調(diào)諧補償方案為例，電容器實際端電壓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)，也會有降容，但電容的降容計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%)，要求實際補償容量為300kvar的調(diào)諧補償方案為例，按單步實際補償50kvar×6路設計，計算示例如下。
