试论无功补偿必要性和补偿技术方案比较

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1、试论无功补偿必要性和补偿技术方案比较摘要：随着我国经济发展和国际化能源紧张局势的加剧，加强电能质量和节能降耗管理已成为国家政策中的重要内容，配电网无功的合理分布对提高电能质量和节能降耗十分重要，本文对无功补偿的必要性，对补偿方式进行技术经济比较，并分析无功补偿遇到的问题。关键词：无功补偿；技术方案；存在问题中图分类号：TM714文献标识码：A1无功补偿的必要性“无功”是相对于“有功”而言，人们对“有功”较容易理解，而要深刻认识“无功”却并不是轻而易举之事，无功功率对供电系统和负荷的运行十分重要，电力系统网络元件阻抗呈感性，电感元件中，储存能量WJ/

2、2LI2,当系统电流增大时，电能转化为磁能，形成磁场，电感元件从电源取用能量，当系统电流减小时，磁场能量减小，磁能转化为电能，即向电源返还能量，随交流电周期性地改变，电感元件与电源之间进行能量交换，这种交换的部分功率，称之为“无功功率”，大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗无功功率。在工业和生活用电负载中，阻感负载占有很大的比例，如异步电动机、变压器、荧光灯等都是典型的阻感负载。他们必须吸收无攻功率才能正常工作，这是由其本身的性质所决定的。电力电子装置等非线性装置也要消耗无攻功率，特别是各种机控装置，不但消耗大量的无功功率，而且也会产生

3、大量的谐波电流，谐波源也要消耗无功功率。综上所述：阻感负载以及大量的谐波源要正常工作，必须消耗一定的无功功率。它们所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得，显然这些如果都要由发电机提供并经过远距离传递是不合理的，通常也是不可能的，合理的方法应是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，这就是所谓的无功补偿。目前我国城市电网的电压质量不高，有相当数量的城网电压没有达到部颁标准，严重影响电器工作的安全。电压质量不高的原因是多方面的，因为电能在生产、传输、分配、消耗的过程中，要产生电压降落AU二(PR+QX)/U,如果感性无功功率很大，故电压降落大，所以末端

4、电压偏低，严重影响电能质量，对社会和居民都将带来经济损失，故进行无功补偿，减少电压降落，提高电能质量。同理电能在传输过程中，要产生有功功率和无功功率的损耗：在电力负荷中，异步电动机和中小容量变压器占有很大比重，它们消耗的无功功率约占全国无功负荷的80〜90%,同时架空线路也消耗一定的无功电能。目前全国主要能耗指标与发达国家相比还有一定差距，输电线损率比国际先进电力公司高2%到2.5%,全国电网综合线损率还需要进一步降低o2010年，全国电网综合线损率6.53%,2011年实现6.52%,比“~一五”确定的7%的目标值低0.48个百分点o2012年,

5、国家电网完成售电量32539亿千瓦时，营业收入18855亿元,利润650.7亿元。如果按2012年全国线损率6.62%估算，损失电能2154亿度，按照最便宜的北京市第一档阶梯电价0.48元/度估算，线损的金额为1033.9亿元。由此可见线损率降低即使是0.1%,也是十亿元人民币的净利润，大量电能白白地消耗在全国各级电网中，不但不能创造财富，而且造成环境污染，故降低线损迫在眉睫，总之，无功电源不足（过剩）和分配不合理是造成电压质量低和能量损耗大的根本原因。2无功补偿的形式无功补偿的形式有：集中补偿、分散补偿、个别补偿。目前效果最好最经济的补偿方式是个

6、别补偿，即为就地补偿。无功补偿应从低压配电系统向中高压系统逐级进行补偿配置。低压配电系统负荷较集中，负荷设备容量不同，线路短，分支多。对其中设备容量较大的采用就地补偿，容量偏小的采用集中补偿。因此补偿方式一般应采用集中补偿、个别补偿相结合的综合补偿方式最为合理，这不仅可取得较好的节电效果，而且投资合理，方便控制与维修。低压无功补偿的目标实际是无功的就地补偿。通常采用的方法有随机补偿、随器补偿、跟踪补偿三种。2.1随机补偿就是将低压电容器与电动机并接，并通过控制，保护装置与电动机同时投切。随机补偿不需频繁调整补偿容量，投资少，占位小，安置维护简单，事

7、故率低，推荐补偿容量为Q=(0.95—0.98)UI,—般地，电动机年运行小时数大于1000,选用随机补偿较其它补偿方式更经济，线损率可减少20%,用户的投资在1〜2年内全部收回，补偿电动机无功负荷效果最佳。2.2随器补偿就是将低压电容器保险接在配电变压器二次侧，补偿配电变压器空载无功，随器补偿只能补偿配电变压器空载无功功率Q,如果补偿容量大于空载无功功率，就会造成过补偿,因此推荐补偿容量为(0.95—0.98)Qo2.3跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kV母线上。一般地，用户负荷有一定的波动性，故推

8、荐选用自动投切方式。跟踪补偿适用于lOOkVA以上专用配电变压器。3配电网四种补偿技术方案比较2.1变电站集中补偿要平衡输