文档介绍：低压配电网电容器并联补偿的性能分析
Performence of Shunt pensation in Low work
刘会金陈琼琼付立军
文摘分析了低压配电网电容器并联补偿装置中,电容器组2种接线的补偿性能,并进行了相应的数值仿真。理论分析和仿真结果表明,电容器组采用有中线的星形接法时,可进行分相补偿,使电源变压器输出的有功功率最大,充分利用变压器的容量,同时能对线路电流的负序无功和零序无功进行完全补偿。当并联电容器组采用不完全星形接法时,能对由于负荷的不对称在线路中产生的零序电流进行完全补偿。
关键词低压配电网电容器无功补偿零序补偿
在低压配电网中, 广泛采用投切并联电容器组进行动态基波无功补偿。电容器组的接线有2种典型方式,一种是电容器组采用三角形接法;另一种是电容器组采用星形接法。在低压配电网中,采用三相四线制供电方式,当三相负荷不平衡时,如果补偿器为三角形接法,无法实现有中线的三相不对称负荷的分相补偿。当补偿电容器为有中线的星形联接时,补偿容量的分组投切方式有2种:一种是进行分相完全补偿,即完全消除线路电流的正序、负序和零序无功分量;另一种方式是将补偿电容按有中线的不完全星形联接,实现线路电流的零序补偿,将中线电流消除,网损中的零序损耗为零。
1 补偿性能分析
低压配电网电容器并联补偿装置中,电容器组采用三角形和有中线的星形2种接法,见图1。
三相不对称电流向量的对称分解
当低压配电系统中三相负载为线性元件时,可应用对称分量法分析三相不平衡负载下不同形式补偿器的性能。
图1的不平衡负载由平衡三相正序电压供
 
图1 电容器组的两种接线方式
电,设A相电压为,三相星形联接负载的线电流为
式中
YAl、YBl和YCl——分别为A、B、C三相负载的复导纳。
星形联接负载线电流的对称分量为:
式中 0、1和2分别为线电流的零序分量、正序分量和负序分量。
由于1+a+a2=0,三相平衡负载线电流的零序分量和负序分量均为零。
三角形接法电容器组的补偿性能
对称三角形接法的三相电容器组(无功补偿器)线电流的零序分量和负序分量均为零,即
式中 0r、1r和I2r——对称三角形接法的三相电容
器组线电流的对称分量;
Br——△-Y变换后的等效容纳。
由于0r和2r均为零,补偿后的负载,其线电流的零序分量和负序分量不变,正序分量减小。
如果补偿后总功率因数等于1,则要求正序线电流的虚部等于零,即
将式(3)和式(4)代入式(5),得
式中 BAl、BBl和BCl——分别为A、B、C三相感性负载的感纳。
当Br=(BAl+BBl+BCl)且BAl≠BBl≠BCl时,cosφA≠cosφB≠cosφC, 这时就会出现有的相欠补偿,有的相过补偿。欠补偿时,受电端电压低于送电端电压;过补偿时,受电端电压高于送电端电压。考虑到线路电压损失,一般送电端电压要高于额定电压5%~10%,在过补偿的情况下,再加上电压升高ΔU,则受电端电压超过额定电压的数值就远远大于10%。如果电容器并联于变压器的二次侧,变压器的阻抗也要计入线路的阻抗之中,于是受电端电压将升高得更多。运行电压的升高,对电力电容器及整个系统的安全运行产生极为不利的影响。电容器并补时,三角形接法的电容器无法对三相不对称负