浅谈无功补偿在低压电网中的应用

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1、浅谈无功补偿在低压电网中的应用浅谈无功补偿在低压电网中的应用【摘要】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。电力的供应紧张使人们想到了降损节能。从电力在线路中的传输特点，利用无功电流在系统中消耗有功功率的特点，使用了无功补偿装置。本文分析了无功补偿的作用和补偿容量的选择方法,结合应用实例说明采用无功补偿技术，提高低压电网和用电设备的功率因数，已成为节电工作的一项重耍措施。【关键词】无功补偿；节能；功率因数1无功补偿的基本知识1.1无功补偿的原理1.1.1无功功率

2、电网中电力设备大多是根据电磁感应原理工作的，他们在能量转换过程中建立交变的磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等。电源能量在通过纯电感或纯电容电路时并没有能量消耗，仅在负荷与电源之间往复交换，在三相之间流动，由于这种交换功率不对外做功，因此称为无功功率。1.1.2功率因数实际供用电系统中的电力负荷并不是纯感性或纯容性的，是既有电感或电容、又有电阻的负载。这种负载的电压和电流的相量之间存在着一定的相位差,相位角的余弦cos?准称为功率因数，又称力率。它是有功功率与视在功率之比。三相功率因数的计算公式为：cos?准二■二■式中：cos

3、?准一功率因数；P—有功功率，kW；Q—无功功率；kvarS—视在功率，kVA。1.1.3无功补偿原理屯网输出的功率包括两部分，有功功率和无功功率。直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学或声能等的电功率，称为有功功率。不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能是电气设备能够做功的必要条件。这种能作为电网中与电能进行周期性转换，这叫无功功率。电流在电感元件中做功过过程中，电流超前电压90度。电流在电容元件中做功吋，电流滞后电压90度。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反。所以，如果在电磁元件装上相应比例的电容元件，使两都

4、的电流相互批评消，使电流和电压的矢量夹角减小，从而提高了电流做功的能力，使有功功率增加。1.2无功补偿的意义1）减少电力损失，一般工厂动力配线依据不同的线路及负荷情况，其电力损耗约2%-3%左右，使用电容提高功率因数后，总电流降低，可降低供电端与用电端的电力损失。2）改善供电品质，提高功率因数，减少负载总电流及电压降。于变压器二次侧加装电容可改善功率因数提高二次侧电压。3）延长设备寿命。改善功率因数后线路总电流减少，使接近或已经饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低，因此可以降低温升增加寿命（温度每降低10。C,寿命可延长1倍）

5、4）最终满足电力系统对无功补偿的监测要求，消除因为功率因数过低而产生的罚款1.3无功补偿的实现方法一种是在电网上并联电容器，通过提高电网的功率因数达到减少线路电压损耗，提高供电设备利用率的冃的；另外一种是在电网上并入同步电动机，通过改变同步电动机励磁电流的方法来改变电路负载特性。其中前一种方法适用于居民、商业及小型工厂的低压供电系统,而后一种方法适用于大型工厂中的无功功率补偿。1.4无功补偿的合理配置原则从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。为了最大限度地减少

6、无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率,无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。1）总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。2）电力部门补偿与用户补偿相结合。3）分散补偿与集中补偿和结合，以分散为主。4）降损与调压相结合，以降损为主。2提高低压电网功率因数的无功补偿的方法1.1随机补偿随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗，以补励磁无功为主，此种方式可较好地限制用电单位无功负荷。1.2随器补偿随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压

7、器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载吋的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是用电单位无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加。1.3跟踪补偿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母线上的补偿方式。适用于100RVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。3无功补偿容量的计算无功功率的传输加重了电网负荷，使电网损耗增加，系统电压下降。故需对其进行就近和就地补偿。并联电容器可补偿

8、或平衡电气设备的感性无功功率。当容性无功功率QC等于感性无功功率QL吋，电网只传输有功功率P。根据国家有关规定，用户的功率因数一般应达到0.9以上。无功功率补偿一般用这个公式：Qc二aXPX（tan?准1-