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1、配网无功补偿及补偿效益分析1无功补偿概述 电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性电抗所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的降损节能措施。电网中常用的无功补偿方式包括：在变电所母线集中安装并联电容器组；在高低压配电线路中分散安装并联电容器组；在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；在单台
2、电动机处安装并联电容器等。加装无功补偿设备，不仅可使功率消耗减小，功率因数提高，还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。 确定无功补偿容量时，应注意以下两点：在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功造成功率损耗增加，也是不经济的。功率因数越高，每千乏补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高到0.95就是合理补偿。2无功补偿改善电能质量 电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。合理安装补偿设备可以改善电压质量。 负荷(P+JQ)电压损失U简化计算如下： U=(PR+QX)/U(1) 式中:U-线路额定电压，kV P-输送的有功功率，kW Q-输送的无功功率，kvarR-
3、线路电阻， X-线路电抗， 安装补偿设备容量Qc后，线路电压降为U1，计算如下： U1=PR(QQc)X/U(2) 很明显，U1U，即安装补偿电容后电压损失减小了。由式(1)、(2)可得出接入无功补偿容量Qc后电压升高计算如下： U-U1=QcX/U(3) 由于越靠近线路末端，线路的电抗X越大，因此从(3)式可以看出，越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。 3无功补偿降低电能损耗 安装无功补偿主要是为了降损节能，如输送的有功P为定值，加装无功补偿设备后功率因数 由cos提高到cos1，因为PUIcos，负荷电流I与cos成反比，又由于PI2R，线路的有功损失与电流I的平方成正比。当cos升高
4、，负荷电流I降低，即电流I降低，线路有功损耗就成倍降低。反之当负荷的功率因数从1降低到cos时，电网元件中功率损耗将增加的百分数为PL%，计算如下：PL%(1/cos2-1)100%(4) 功率因数降低与功率损耗增加的百分数之间的关系如表1。 表1 功率因数从1降低到左列数值 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 电网元件中有功损耗增加百分数% 11 23 38 56 78 104 136 功率因数提高对降低有功功率损耗的影响见表2。 表2 功率因数由右列数值提高到0.95 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 可变有功功率损耗降低的百分数 6
5、0 53 46 38 29 20 10 4无功补偿挖掘发供电设备潜力 (1)在设备容量不变的条件下，由于提高了功率因数可以少送无功功率，因此可以多送有功功率。可多送的有功功率P计算如下： P=P1-P=S(cos1-cos)(5) (2)如需要的有功不变，则由于需要的无功减少，因此所需要的配变容量也相应地减少S计算如下： SS-S1P(1/cos-1/cos1)(6) 可以减少供电设备容量占原容量的百分比为S/S计算如下： S/S=(cos1-cos)/cos1=(1-cos/cos1) (7) (3)安装无功补偿设备，可使发电机多发有功功率。系统采取无功补偿后，使无功负荷降低，发电机就可少发无功，多发有功，充分达到铭牌出力。5无功补偿减少用户电费支出 (1)可以避免因功率因数低于规定值而受罚。 (2)可以减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗，因而相应可以减少电费的支出。 综上所述，采用无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的节能措施。并联补偿电容器原理简单、使用方便、运行经济、投资省、可以分组投切保证电压合格率和合理的功率因数。我国各地区配网和农网很多地方平均功率因数偏低，有降低线损的潜力。通过计算，采用补偿电容器进行合理的补偿一定能取得显著的经济效益。作者:郑琳
