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配电系统如何满足新的电气负荷要求

导读: 通常,在电气设备选择上,由于很多配电系统未能满足新负荷要求,常会导致如无功补偿柜发出过补报警或频繁损坏、设备频繁跳闸并且零线过热以及变压器在没有达到额定负荷却温度过高等多种问题的发生。笔者就此谈谈在新的电气负荷要求下,配电系统建设中需要考虑的几方面因素。

  通常,在电气设备选择上,由于很多配电系统未能满足新负荷要求,常会导致如无功补偿柜发出过补报警或频繁损坏、设备频繁跳闸并且零线过热以及变压器在没有达到额定负荷却温度过高等多种问题的发生。笔者就此谈谈在新的电气负荷要求下,配电系统建设中需要考虑的几方面因素。

  在无功补偿方面:一方面,现在很多负荷并不需要补偿容性无功,因此不能延续传统的方法进行无功补偿。例如,以往电机都是直接连接到电网上,用工频电压驱动,因此需要补偿一定的无功功率,而现在的电机往往通过变频器驱动,变频器并不需要很大的容性无功补偿。因此,在新的负荷性质下,如果仍然按照传统的方法设计无功补偿装置,轻则造成浪费,重则将出现过补现象。另一方面,为了避免产生电流谐振,要选择具有抗谐波能力的无功补偿装置。无功补偿电容与变压器构成LC并联电路,当这个LC并联电路的谐振频率与谐波电流的频率相同时,就会产生电流谐振,此时电流被放大,轻则可能烧毁无功补偿装置,重则会损坏变压器。

  在变压器容量选择上:应充分考虑谐波电流的影响,核算变压器的容量。在传统的配电系统中,变压器的容量是根据50赫兹的基波电流条件进行估算,而现代负荷大多产生谐波电流。在谐波电流的影响下,电流流过导体时发生趋肤效应,同时,铁心在高频下损耗更大,使得变压器产生了较大的损耗,出现过热等现象。

  在线路导体选择方面:一方面,由于现代负荷多产生谐波电流,为了减少趋肤效应的影响,计算线路导体截面积时,要充分考虑谐波电流在导体中造成的额外热量;另一方面,要充分考虑到新的负荷性质下零线导体的选择。传统配电系统设计时,在三相四线制的配线中,当三相电的相位相差为120度,保持了三相负荷平衡,则零线上的电流便很小。然而,现在的负荷大多为单相整流电路,工作时产生较强的3次谐波电流,而3次谐波电流在零线上是叠加的,而不是抵消的,因此,选择的零线的截面积应该是相线的2倍。

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