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1、编号 1251401127 课程设计（ 2012级本科）题 目：配 电 网 无 功 补 偿 方 式 及 效 益 分析 学 院： 物理与机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 作者姓名： 马 亮 指导教师： 刘永科 职称： 副教授 完成日期： 2015 年 6 月 25 日 二零一五年六月二十五日河西学院本科生课程设计任务书设 计 题 目配电网无功补偿方式及效益分析作 者 姓 名马亮学院、专业、年级物电学院电气工程专业12级指导教师姓名、职称刘永科 副教授任务下达日期2015年5月20日一、设计的主要内容无功补偿意义；无功补偿方式；无功补偿效益分析等。二、设计依据国内配电网三、论文的基本要求
2、1.论文要求书写整齐，条理分明，表达正确、语言正确。2.论文要求内容全面，丰富。四、论文(设计)进度安排阶段论文（设计）各阶段名称起止日期1熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料5.205.252查阅有关资料5.265.273阅读设计要求必读的参考资料5.285.294书写设计说明书5.306.155小组答辩质疑6.216.226上交设计成果6.30五、需收集和阅读的资料及参考文献（指导教师指定）1靳龙章,丁毓山.电网无功补偿实用技术.北京：中国水利水电出版社，2009.2丁毓山.配电网无功优化及无功补偿装置.北京：中国水利水电出版社，2010.3王兆安.谐波抑制和无功功率补偿.北京：机械工业
3、出版社，2009.4张振荣，晋明武等。MCS51单片机原理及实用技术.北京：人民邮电出版社，2008.5李林川，夏道止。电力系统电压和网损优化计算.北京：机械工业出版社，2011.6李润先中压电网系统接地实用技术北京：中国电力出版社200119，11，147张睿，孟燕，吴德仁6-35KV配电网中性点接地方式探讨2000年电气网第七居全网大会论文集234-235.8工厂常用电气设备手册编写组. 工厂常用电气设备手册（补充本）. 北京：水利电力出版1990.9江文、许慧中.供配电技术.北京：机械工业出版社,2005.10陈小虎.工厂供电技术.北京：高等教育出版社,2001.11李友文、李尔学.工厂
4、供电.北京：化学工业出版社,2006.12刘笙. 电气工程基础.北京：科学出版社,2004.教 研 室 意 见 负责人签名： 年 月 日 摘 要 随着我国电力工业的飞速发展，用户对电力供电可靠性和供电质量的要求也随着我国电力工业的飞速发展，用户对供电可靠性和供电质量的要求也越来越高。如何使配电网无功优化、提高供电质量、提高供电可靠性已成为电力部门面临的实际问题。无功补偿对电网安全、优质、经济运行具有重要作用，无功补偿是电力企业追求经济效益的目标之一。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分。通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿，不仅可以维
5、持电压水平和提高电力系统运行的稳定性，而且可以降低有功网损和无功网损，使电力系统能够安全经济运行。 Abstract With the rapid development of Chinas electric power industry, users requirement on power supply reliability and power quality also with the rapid development of Chinas electric power industry, user requirements to the power supply reliabilit
6、y and quality is also getting higher and higher. How to make the distribution network reactive power optimization, improve the power supply quality, improve the reliability of power supply has become the actual problem of the power sector. Reactive power compensation plays an important role in safet
7、y, quality and economic operation of power system, reactive power compensation is one of the goals of electric power enterprises to pursue economic benefits. Reactive power optimization and reactive power compensation in power system is an important part of the research on the safe and economic oper
8、ation of power system. By the power system without the rational allocation of reactive power and the optimum compensation of reactive load to the can not only maintain voltage level and improve the stability of power system operation, but also can reduce the active power loss and reactive power loss
9、, make power system safe and economic operation. 目录摘 要1引 言31 无功及其对电网的影响42 无功补偿及其作用52.1无功补偿的概念52.无功补偿的作用53 无功补偿及其分配74 我国目前无功补偿的方式及适用场合84.变电站集中补偿方式84.2 低压配电网无功补偿的方法 94.3 杆上补偿方式105 功率因数对无功补偿的影响125.1 耗用无功功率的主要设备 12 5.2 供电电压对功率因数的影响 125.3 电网频率的波动对无功的影响。 136 发展趋势147 无功补偿的效益157.1 节省企业电费开支157.2 提高设备的利用率157.
10、3 降低系统的能耗 157.4 改善电压质量167.5 无功补偿对考核指标线损率的改善17（1）计算模型及方法17例118（2）无功补偿经济效益分析19例2197.6 无功补偿的经济分析207.7 无功补偿的经济效益比较21结 论23引 言 由于无功补偿对电网安全、优质、经济运行具有重要作用，因此无功补偿是电力部门和用户共同关注的问题。合理选择无功补偿方案和补偿容量，能有效提高系统电压的稳定性，保证电网的电压质量，提高发输电设备的利用率，降低有功网损和较少发电费用。 我国配电网的规模巨大，因此配电网无功补偿对降损节能，改善电压质量意义重大。本文结合当前人们关注的电网无功补偿问题，重点分析、比较
11、了配电网常用无功补偿方案特点，并通过对无功补偿应用技术的分析，提出了配电网无功补偿工程应注意问题和相关建议。1 无功及其对电网的影响电源能量与感性负载线圈中磁场能量或容性负载电容中的电场能量之间进行着可逆的能量交换而占有的电网容量叫无功。它是交流电路中，电压U与电流I存在一相角差时，电流流过容性电抗(XC)或感性电抗(XL)时所形成的功率分量。一方面，无功功率可以用来产生用电设备所需要的磁场，比如电动机等电感性设备。另一方面，这种功率在电网中会造成电（感性电抗时）或电压升高（容性电抗时）和焦耳（电阻发热）损失，却不能做出有效的功。电压质量对电网稳定、电力设备安全运行以及工农业生产具有重大影响，
12、无功是影响电压的一个重要因素。尤其对确定规模的电网络终端系统，无功过剩一方面会提高系统运行电压，导致运行中的用电设备的运行电压超出额定工况，缩短设备的使用寿命；另一方面，也会影响线路传输的安全稳定性，导致系统的输送容量下降，给电网运行调度带来不利的影响。而系统无功不足时，一方面会降低电网电压，另一方面，电网中传送的无功功率还增加了电能传输时的网络损耗，加大了电网的运行成本。因此，无功的合理调整在提高电能质量、降低网损、操作电网运行的稳定性和安全性等方面具有极为重要的意义。2 无功补偿及其作用2.1无功补偿的概念无功要在电路中产生电流，这种电流称之为电感电流。电感电流同样会增加电气线路和变压设备
13、的负担，降低电气线路和变压设备的利用率，增加电气线路的发热量。但没有它，用电设备（特别是电动机等电感性设备）又不能正常工作。因此，就需要找一种电器件接在线路上，这个器件在同一电源下，所产生的电流与电感电流方向相反，可以用来抵消电感电流。这样，既不影响电动机产生磁场，又能消除或减少线路上的电感电流，这种电容器就叫补偿电容器，也叫电力电容器, 它在线路上的电流正好与电感电流相反。只要在线路上接的电容数量与负载的电感分量向匹配，他产生的电容电流就能非常有效地消除或减少线路上的电感电流，也就是消除或减少负载向电网吸取无功功率。这样就能减少电气线路和变压设备的负担，提高电气线路和变压设备的利用率，降低电气线路的发热量。这种在电气线路上安装补偿电容器以减少无功功率方式就称为无功补偿。2.无功补偿的作用随着国民经济的高速发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增长，同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。由于负荷的不断增加，以及电源的大幅增加，不但改变了电力系统的网络结构，也改变了系统的电源分布，造成系统的无功分布不尽合理，甚至可能造成局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。随着系统结构日趋复杂，当系统受到较大干扰时，就可能在电压稳定薄弱环节导致电压崩溃。合理的无功补偿点的选择以及补偿容量的确定，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功的远距
