1、淺談無(wú)功補(bǔ)償對(duì)地區(qū)電網(wǎng)功率因數(shù)的影響摘要:保證用戶處的電壓接近額定值是電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整的基本任務(wù)之一。電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓水平取決于無(wú)功功率的平衡，系統(tǒng)中各種無(wú)功電源的無(wú)功功率輸出應(yīng)能滿足系統(tǒng)負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)損耗在額定電壓下對(duì)無(wú)功功率的需求，否則電壓就會(huì)偏離額定值。依據(jù)用電設(shè)備的功率因數(shù)，可測(cè)算輸電線路的電能損失。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)改造，可使低于標(biāo)準(zhǔn)要求的功率因數(shù)達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)節(jié)電目的。本文分析了無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔煤脱a(bǔ)償容量的選擇方法，著重論述了低壓電網(wǎng)和異步電動(dòng)機(jī)無(wú)功補(bǔ)償容量的配置。結(jié)合應(yīng)用實(shí)例說(shuō)明采用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，提高低壓電網(wǎng)和用電設(shè)備的功率因數(shù)，已成為節(jié)電工作的一項(xiàng)重要措施。關(guān)鍵詞: 節(jié)電技術(shù) ；

2、功率因數(shù)  ；無(wú)功補(bǔ)償 ；引言       用戶在電網(wǎng)里用電，要用兩種功率：即有功功率和無(wú)功功率。有功功率是供給能量轉(zhuǎn)換、變成機(jī)械能、熱能、化學(xué)能等生產(chǎn)過(guò)程中的有效消耗。無(wú)功功率主要是供給電機(jī)、變壓器、供電線路等電感負(fù)載交變磁場(chǎng)的能量消耗。無(wú)功功率不是“無(wú)用功率”。它和有功功率一樣在電氣設(shè)備運(yùn)行中起重要作用。但是無(wú)功功率在電網(wǎng)中輸送又帶來(lái)了另一個(gè)問(wèn)題，就是無(wú)功功率和有功功率一樣會(huì)在線路、電動(dòng)機(jī)、變壓器以及其它用電設(shè)備中引起電能損耗。任何電網(wǎng)、變電站或一個(gè)企業(yè)的供用電，由無(wú)功功率所引起的電能損耗都是十分可觀的。電力系統(tǒng)中必須保

3、持經(jīng)濟(jì)合理的功率因數(shù)，也就是需具備足夠的無(wú)功無(wú)率來(lái)保持系統(tǒng)的電壓水平，滿足系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、運(yùn)行的要求。 電力系統(tǒng)無(wú)功功率不足是不行的，它將引起電壓降低，使電力設(shè)備不能發(fā)揮正常出力，并容易造成電網(wǎng)振蕩解列，引起大面積的停電。電力系統(tǒng)有功功率不足也是不行的，它將引起頻率下降，又間接地影響電壓 無(wú)功補(bǔ)償，就其概念而言早為人所知，它就是借助于無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備提供必要的無(wú)功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量。無(wú)功補(bǔ)償?shù)暮侠砼渲迷瓌t：總體平衡與局部平衡相結(jié)合，以局部為主。電力部門補(bǔ)償與用戶補(bǔ)償相結(jié)合。在配電網(wǎng)絡(luò)中，用戶消耗的無(wú)功功率約占50%60%，其余的無(wú)功功率消耗在配電網(wǎng)中。因此，為

4、了減少無(wú)功功率在網(wǎng)絡(luò)中的輸送，要盡可能地實(shí)現(xiàn)就地補(bǔ)償，就地平衡，所以必須由電力部門和用戶共同進(jìn)行補(bǔ)償。分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合，以分散為主。集中補(bǔ)償，是在變電所集中裝設(shè)較大容量的補(bǔ)償電容器。分散補(bǔ)償，指在配電網(wǎng)絡(luò)中分散的負(fù)荷區(qū)，如配電線路，配電變壓器和用戶的用電設(shè)備等進(jìn)行的無(wú)功補(bǔ)償。集中補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變壓器本身的無(wú)功損耗，以及減少變電上輸電線路的無(wú)功電力，從而降低供電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功損耗。但不能降低配電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功損耗。因?yàn)橛脩粜枰臒o(wú)功通過(guò)變電下的配電線路向負(fù)荷端輸送。為了有效地降低線損，必須做到無(wú)功功率在哪里發(fā)生，就應(yīng)在哪里補(bǔ)償。所以，中、低壓配電網(wǎng)應(yīng)以分散補(bǔ)償為主。降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為

5、主 下面我們以影響功率因數(shù)的主要因素及其危害為切入點(diǎn)，談一下無(wú)功補(bǔ)償對(duì)于提高功率因數(shù)進(jìn)行相關(guān)稱述。1 影響功率因數(shù)的主要因素及功率因數(shù)低的危害       1.1 異步電動(dòng)機(jī)和電力變壓器是耗用無(wú)功功率的主要設(shè)備，異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙是決定異步電動(dòng)機(jī)需要較多無(wú)功的主要因素。而異步電動(dòng)機(jī)所耗用的無(wú)功功率是由其空載時(shí)的無(wú)功功率和一定負(fù)載下無(wú)功功率增加值兩部分所組成。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能提高負(fù)載率。變壓器消耗無(wú)功的主要成份是它的空載無(wú)功功率，它和負(fù)載率的大小無(wú)關(guān)。因而，為了改善電力

6、系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應(yīng)空載運(yùn)行或長(zhǎng)其處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。      1.2 供電電壓超出規(guī)定范圍也會(huì)對(duì)功率因數(shù)造成很大的影響 當(dāng)供電電壓高于額定值的10%時(shí)，由于磁路飽和的影響，無(wú)功功率將增長(zhǎng)得很快，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)供電電壓為額定值的110%時(shí)，一般工廠的無(wú)功將增加35%左右。當(dāng)供電電壓低于額定值時(shí)，無(wú)功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作。所以，應(yīng)當(dāng)采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。       1

7、.3 電網(wǎng)頻率的波動(dòng)也會(huì)對(duì)異步電機(jī)和變壓器的磁化無(wú)功功率造成一定的影響       1.4功率因數(shù)低給電網(wǎng)和企業(yè)帶來(lái)的危害，功率因數(shù)低，增加了供電線路和變壓器的有功功率損耗 2 電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒?#160;       提高功率因數(shù)的主要方法是采用低壓無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，我們通常采用的方法主要有三種：隨機(jī)補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償、跟蹤補(bǔ)償。       2.1 隨機(jī)補(bǔ)償 隨機(jī)補(bǔ)償就是將低壓電容器組與電動(dòng)機(jī)并接，

8、通過(guò)控制、保護(hù)裝置與電機(jī)，同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)的無(wú)功消耗，以補(bǔ)勵(lì)磁無(wú)功為主，此種方式可較好地限制用電單位無(wú)功負(fù)荷。隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是：用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也退出，而且不需頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量。且有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活，維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等。       2.2 隨器補(bǔ)償 隨器補(bǔ)償是指將低壓電容器通過(guò)低壓保險(xiǎn)接在配電變壓器二次側(cè)，以補(bǔ)償配電變壓器空載無(wú)功的補(bǔ)償方式。配變?cè)谳p載或空載時(shí)的無(wú)功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵(lì)磁無(wú)功，配變空載無(wú)功是用電單位無(wú)功負(fù)荷的主要部分，對(duì)于輕負(fù)載的配變

9、而言，這部分損耗占供電量的比例很大，從而導(dǎo)致電費(fèi)單價(jià)的增加。隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單、維護(hù)管理方便、能有效地補(bǔ)償配變空載無(wú)功，限制農(nóng)網(wǎng)無(wú)功基荷，使該部分無(wú)功就地平衡，從而提高配變利用率，降低無(wú)功網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前補(bǔ)償無(wú)功最有效的手段之一。        2.3 跟蹤補(bǔ)償是指以無(wú)功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶0.4kv母線上的補(bǔ)償方式。適用于100kVA以下的專用配變用戶，可以替代隨機(jī)、隨器兩種補(bǔ)償方式，補(bǔ)償效果好。跟蹤補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方式靈活，運(yùn)行維護(hù)工作量小，比前兩種補(bǔ)償方式壽命相對(duì)

10、延長(zhǎng)、運(yùn)行更可靠。但缺點(diǎn)是控制保護(hù)裝置復(fù)雜、首期投資相對(duì)較大。但當(dāng)這三種補(bǔ)償方式的經(jīng)濟(jì)性接近時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用跟蹤補(bǔ)償方式。3 無(wú)功功率補(bǔ)償容量的選擇方法     通過(guò)計(jì)算，確定電容器的數(shù)量，如將現(xiàn)功率因數(shù)cos1提高到cos2，所需電容器容量為Qc： Qc=（tg1- tg2）式中：最大負(fù)荷月份的平均有功功率，kwcos1 、cos2補(bǔ)償前后的平均功率因數(shù)tg1 、tg2是功率因數(shù)的正切角； tg1- tg2=qc稱為補(bǔ)償率，可直接查閱手冊(cè)得出。4 無(wú)功補(bǔ)償?shù)男б?#160;       在現(xiàn)代用電企業(yè)中，在數(shù)量眾多、容量大小不等的感性設(shè)備連接于電力系統(tǒng)中，以致電網(wǎng)傳輸功率除有功功率外，還需無(wú)功功率。如自然平均功率因數(shù)在0.700.85之間。企業(yè)消耗電網(wǎng)的無(wú)功功率約占消耗有功功率的60%90%,如果把功率因數(shù)提高到0.95左右，則無(wú)功消耗只占有功消耗的30%左右。由于減少了電網(wǎng)無(wú)功功率的輸入，會(huì)給用戶帶來(lái)效益。 5 結(jié)論         文中集中探討了無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)用電單位的低壓配電網(wǎng)的影響以及提高功率因數(shù)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，介紹了影響功率因數(shù)的主要因素和