青岛理工大学毕业设计(论文)
静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成，由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速，而且通断次数也可以不受限制。当电压变化时静止补偿器能快速、平滑地调节，以满足动态无功补偿的需要，同时还能做到分相补偿，对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性，但由于晶闸管控制对电抗器的投切过程中会产生高次谐波，为此需加装专门的滤波器。
（4）静止无功发生器：
静止无功发生器的主体是一个电压源型逆变器，由可关断晶闸管适当的通断，将电容上的直流电压转换成为与电力系统电压同步的三相交流电压，再通过电抗器和变压器并联接入电网。适当控制逆变器的输出电压，就可以灵活地改变其运行工况，使其处于容性、感性或零负荷状态。 4.2.2 无功补偿装置的安装方法
（1）低压个别补偿:
低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。低压个别补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。
（2）低压集中补偿：
低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。 （3）高压集中补偿：
高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6～10kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用；补偿装置根据负荷的大小自动投切，从而合理地提高了用户的功率因数，避免功率因数降低导致电费的增加。同时便于运行维护，补偿效益高。
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4.3 无功补偿初步计算
补偿前有功功率为251.5kW,无功功率为164.13kvar，视在计算负荷为300.32KVA。
根据计算公式：cos?=PC/SC (4.1) 得出总功率因数大概为0.83
根据计算公式：Qn.c=PC (tan?-tan?') (4.2) 可以得出初步计算无功补偿容量大概为107.1kvar
补偿后的目标功率因数一般取0.92，以使变压器高压侧的功率因数达到0.9。
初步计算如表4.1所示
表4.1
有功计算负荷排PC/kW
无功计算负荷
QC视在计算负荷
SC/kvar /kVA
功 率 因 数
cos?
0.83 0.92
无功补偿前 无功补偿后 0.92。
251.5 251.5
164.13 107.1
300.32 273.35
综上可总结出无功补偿后的功率因数为0.927，满足补偿后目标功率因数
4.4 变压器的选择
4.4.1 电力变压器的类型选择
电力变压器类型选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组形式、绝缘及
冷却方式、联结组别等，并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品。 变压器按相数分，有单相和三相两种。用户变电所一般采用三相变压器。 变压器按调压方式分，有无载调压（又称无励磁调压）和有载调压两种。10KV配电变压器一般采用无载调压方式；35KV总降压变电所的主变压器在电压偏差不能满足要求时应采用有载调压方式。
变压器按绕组形式分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器等。用户供电系统大多采用双绕组变压器。
变压器按绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等。油浸式变压器冷却方式有自冷式、风冷式、水冷式和强迫油循环冷却式等。干式变压器
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冷却方式有自冷式和风冷式两种，采用风冷可提高干式变压器的过载能力。多层或高层建筑内变电所，考虑到防火要求，应采用干式变压器。当干式变压器与高低压配电装置设在同一房间内时，还应具有不低于IP2X的防护外壳。 4.4.2 电力变压器的台数和容量选择
10KV主变压器台数和容量选择
（1）变压器的台数和容量应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量、运行方式和企业发展等因数综合考虑确定。
一般采用三相变压器，其容量可按投入运行后5~10年的预期负荷选择，至少留有15%~25%的裕量。
（2）有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器。当在技术经济上比较理想时，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。
（3）装有两台及以上主变压器的变电所中，当断开一台时，其余主变压器的容量应保证用户的一、二级负荷，且不应小于60%的全部负荷。
（4）具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上时，主变压器宜采用三绕组变压器。
（5）变压器过载能力应满足运行要求。 （6）变电所两台或多台主变压器应经济运行。 10KV配电变压器台数和容量的选择
（1）变压器台数应根据负荷特点和经济运行选择，当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：
①有大量一级或二级负荷； ②季节性负荷变化较大； ③集中负荷较大。
（2）装有两台及以上变压器的变电所，当其中任何一台变压器断开时，其余变压器的容量应满足一级负荷及二级负荷的用电，并宜满足工厂主要生产用电。
（3）变压器容量应根据计算负荷选择。对昼夜或季节性波动较大的负荷，供电变压器经技术经济比较，可采用容量不一致的变压器。
（4）在一般情况下，动力和照明宜共用变压器，属下列情况之一时，可设专用变压器；
①照明负荷较大，或动力和照明共用变压器由于负荷变化引起的电压闪变
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或电压升高，严重影响照明质量及灯泡寿命时，可设照明专用变压器。
②单台单相负荷很大时，可设单相变压器。
③冲击性负荷（试验设备、电焊机群及大型电焊设备等）较大，严重影响电能质量时，可设专用变压器。
④在IT系统的低压电网中，照明负荷应设专用变压器。
⑤当季节性的负荷容量较大时（如大型民用建筑中的空调冷冻机等负荷），可设专用变压器。
⑥在民用建筑中出于某些特殊设备的功能需要（如容量较大的X射线机等），宜设专用变压器。 4.4.3 电力变压器的过负荷能力
（1）正常过负荷
电力变压器在运行中，其负荷总是变化的，不均匀的。就一昼夜来说，大部分时间的负荷都低于最大负荷，而变压器容量又是按最大负荷选择的，因此，从维持变压器使用年限不变条件来考虑，变压器在必要时完全可以过负荷运行。 （2）事故过负荷
电力变压器在事故情况下（例如并列运行的两台变压器因故障切除一台时），允许短时间较大幅度地过负荷运行，而不论故障前负荷情况如何，但运行时间不得超过规定的时间。 4.4.4 变压器类型的确定
户外型预装式变电站一般采用S9或S7油浸式电力变压器；户内型预装式变
电站按设计规范一般配树脂绝缘干式电力变压器，而紧凑节能小型预装式变电站配用的是S9型派生系列产品。波纹壁油箱，无油枕，带有空气层的全密封低损耗的专用变压器，高低压进出线在箱体的一侧与高低压设备连接，其余三面外露，这种配合方式散热条件好，结构紧凑造价低。组合式箱变配用的变压器是按原装结构装于箱内，再与高低压设备连接拼装组合。
根据本设计中的各种条件，考虑到安全、经济、寿命等方面，选择S9-M型全密封电力变压器作为本设计中箱变的变压器部分。
具体型号为：S9-M-XXXX/10
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4.5 无功补偿及变压器方案的确定
根据查找的资料，对比各种并联电容器及无功补偿柜，最终决定选用和1#2#3#4#5#箱变一样的PGJ2型无功功率自动补偿屏。
6#变压器所选定的PGJ2-137型无功功率自动补偿屏使用的电容器为自愈式低压并联电力电容器，型号为BSMJ0.4-20-3，额定容量为20kvar，总电容量为398uF，额定电流为29A。
表4.2
型 号 PGJ2-137
是 否 带 控制 器 带
总 容 量 （kvar） 200
单台电容器容量（kvar）
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表4.3
路 数 10
屏 宽 800
经过无功补偿后的6#变压器所带负荷的参数为
有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷功 率 因 数
cos?
SC/kVA QC/kvar 排PC/kW 531.8 531.8
330.68 130.68
673.11 547.62
0.790 0.971
无功补偿前 无功补偿后
可看出无功补偿后视在计算负荷为547.62kVA，无功补偿后的功率因数为0.971，满足补偿后目标功率因数0.92。
按照拟采用800kVA的电压器，按负荷率80%算，可负担640kVA的负荷，实际上总视在计算负荷只有547.62kVA，留下了充足的裕量，为以后增加公共耗电设施提供了基础。变压器具体型号为S9-M-800/10型变压器。
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