无功补偿节能技术

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1、无功补偿节能技术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：①集中补偿：在高低压配电线路中安装并联电容器组；②分组补偿：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

2、；③单台电动机就地补偿：在单台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：①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。②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。   无功补偿具有显著优点：   ◎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ΔU简化计算如下

3、：   ΔU=(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，kvar   　　　R-线路电阻，Ω   　　　X-线路电抗，Ω   安装补偿设备容量Qc后，线路电压降为ΔU1，计算如下：   ΔU1=[PR＋(Q－Qc)X]/U(2)   很明显，ΔU1＜ΔU，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：   ΔU-ΔU1=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

4、无功补偿装置效果越好。   ◎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cosφ提高到cosφ1，因为P＝UIcosφ，负荷电流I与cosφ成反比，又由于P＝I2R，线路的有功损失与电流I的平方成正比。当cosφ升高，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cosφ时，电网元件中功率损耗将增加的百分数为ΔPL%，计算如下：   ΔPL%＝(1/cos2φ-1)·100%(4)   ◎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

5、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ΔP计算如下：   ΔP=P1-P=S(cosφ1-cosφ)(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ΔS计算如下：   ΔS＝S-S1＝P(1/cosφ-1/cosφ1)(6)   可以减少供电设备容量占原容量的百分比为ΔS/S计算如下   ΔS/S=(cosφ1-cosφ)/cosφ1=(1-cosφ/cosφ1)(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

6、发有功，充分达到铭牌出力。   ◎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。   就三种补偿方式而言，无功就地补偿克服了集中补偿和分组补偿的缺点，是一种较为完善的补偿方式：   （1）因电容器与电动机直接并联，同时投入或停用，可使无功不倒流，保证用户功率因数始终处于滞后状态，既有利于用户，也有利于电网。   （2）有利于降低电动机起动电流，减少接触器的火花，提高控制电器工作的可靠性，延长电动机与控制设备的使用寿命。   无功就地补偿

7、容量可以根据以下经验公式确定：   Q≤  UI0   式中：Q——无功补偿容量(kvar)   U——电动机的额定电压(V)   　I0——电动机空载电流(A)   但是无功就地补偿也有其缺点：   (1)不能全面取代高压集中补偿和低压分组补偿：   众所周知，无功补偿按其安装位置和接线方法可分为：高压集中补偿、低压分组补偿和低压就地补偿。其中就地补偿区域最大，效果也好。但它总的电容器安装容量比其它两种方式要大，电容器利用率也低。高压集中补偿和低压分组补偿的电容器容量相对较小，利用率也高，且能补偿变压器自身的无功损耗。为此，这三种补偿方式各有应用范围

8、，应结合实际确定使用场合，各司其职。   (2)大容量电力电子装置，就地补偿不恰当：   随着