室外照明的电容补偿

编者按：室外照明主要使用各种气体放电灯。气体放电灯由灯泡、镇流器、触发器等组成，功率因数较低。室外照明应用**为广泛的高压汞灯和高压钠灯的功率因数不同，气体放电灯的低功率因数，使得整盏灯电流增大，造成以下不良后果：    （1）供电线路电流随之增大，线路电压损失增加，电能损耗升高，照明供电距离缩短。线路的供电能力减小；    （2）开关电流增大，减小了开关的有功负荷能力； （3）变压器的电流增大，损耗增加，有功负荷能力降低。为了和提高改善照明网络的质量，降低无功损耗，就必须在照明网络中增加补偿电容，以提高照明系统功率因数，使照明系统功率因数达到０．８５～０．９５。

　　照明网络的电容补偿方式有三种： （1）分散单灯补偿；（2）集中补偿；（3）混合补偿。1、分散单灯补偿    分散单灯补偿是对每盏气体放电灯就地进行电容补偿，这种电容补偿方式使得高低压供电网络都得到了补偿，提高了高低压线路、开关、变压器的利用率。大部分灯具厂家已将电容装在灯具内，整灯功率因数已经达到０．８５以上，满足了照明网络的供电质量要求。有的灯具未装补偿电容，由照明设计和施工单位另在灯柱上或灯具内安装。气体放电灯经过电容补偿后，工作电流大大减小。表3以高压钠灯为例，列出高压钠灯进行电容补偿前后的电流数值。

　　2、低压侧集中补偿，集中电容补偿是在变电所低压侧或高压侧对感性照明负荷进行统一补偿。对于室外照明来说，尤其是城市道路照明、立交照明、高速公路照明等，广泛使用了箱式变电站，可以在箱式变电站低压侧进行统一补偿。这种电容补偿方式没有对高压网络进行电容补偿，但是对于低压线路和低压开关等进行了电容补偿，从而提高了低压照明网络的功率因数。

　　2.1 补偿电容容量的计算方法 （1）补偿前计算负荷的自然功率因数cos?渍１：cos?渍１＝■（１）     （2）补偿后计算负荷的自然功率因数cos?渍2：cos?渍2＝■（2） ③补偿电容容量：Qc=Pca（tg?渍１-tg?渍2）=Pca·△qc（3） 式中：Pca——有功计算负荷，单位ｋＷ；Qca■——无功计算负荷，单位ｋＶＡ；Qc■——无功补偿容量，单位ｋＶＡ； △qc——补偿率（比补偿容量），按表4查得； ?渍１，?渍2——补偿前后的功率因数角。 

　　2.2 补偿电容容量的查表法  由补偿前的功率因数cos?渍１和补偿后的期望功率因数cos?渍2，从表4中可以方便地查出补偿率（比补偿容量），再乘以照明有功功率，就得到了无功补偿容量QC，见式（３）。

　　2.3 补偿电容器的选择，在计算出无功补偿容量后，还要选定某一类型和级别的电容。在箱式变电站或低压配电柜内，常使用自愈式低压并联电容器进行电容器补偿。下面是某市电容器厂生产的“ＢＳＭＪ型自愈式电容器”的主要技术数据（如表5所示）。

　　2.4 箱式变电站补偿电容电路，下面是箱式变电站补偿电容参考电路。补偿电容的无功功率通过设计计算出结果，电容器安装由厂家进行。图１为一般室外照明箱式变电站内固定电容补偿电路。补偿电容随照明负荷而同时开启和关闭，１ＣＪ为控制照明灯电路和对应补偿电容的接触器接点图2为实行“半夜灯”的室外照明箱式变电站内电容补偿电路。１ＣＪ为控制全部照明灯电路和对应补偿电容的接触器接点，２ＣＪ为控制“半夜灯”照明灯电路和对应补偿电容的接触器接点。

　　3、混合补偿，是用分散单灯补偿与集中补偿相结合的方法，达到补偿功率因数的目的。适用于照明负荷分布比较复杂的情况，即在低压供电系统中，既有较为集中的照明负荷，如：高杆照明、建筑物夜景照明，又有供电距离较远的照明负荷，如：道路照明等。可以对集中照明负荷实行集中电容补偿，电容器放置在箱式变电站或低压配电箱内。对路灯实行分散单灯补偿。

　　这种补偿方式，科学简便，经济实惠，是一种值得推广的电容补偿方式。