電路分析課程結(jié)課論文資料

1、電路分析課程結(jié)課論題目：低壓配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償研究系別:專業(yè)年級(jí):學(xué)生姓名:年月曰指導(dǎo)教師:年月曰評(píng)閱人：年月曰低壓配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償研究摘要依據(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。 本文主要針對(duì)低壓配電網(wǎng)無(wú) 功補(bǔ)償過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題提出探討和解決方法， 以作為低壓配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償提供 參考。 目前無(wú)功補(bǔ)償主要集中在高、中壓配電網(wǎng) ,而低壓配電網(wǎng)補(bǔ)償較少 ,以致低 壓配電網(wǎng)的線損較大 ,降低了電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益和電壓質(zhì)量。分析比較了低壓 無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞郊皯?yīng)用 ,介紹了低壓配電線路無(wú)功優(yōu)化的經(jīng)典模式 " 三分之二法

2、則 ",論述了應(yīng)用此法則實(shí)現(xiàn)最優(yōu)配置的方法步驟 ,實(shí)際算例表明低壓配電網(wǎng)無(wú)功 補(bǔ)償?shù)男б骘@著。關(guān)鍵詞：無(wú)功補(bǔ)償；低壓配電網(wǎng)；功率因數(shù)；電容、低壓配電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償電網(wǎng)中，發(fā)電機(jī)是伴隨著有功功率電源而存在的無(wú)功功率電源。 同步調(diào)相機(jī)、 靜電電容器、 靜電補(bǔ)償器、諧波濾波器則是用來(lái)補(bǔ)償電網(wǎng)無(wú)功不足而裝設(shè)的無(wú)功電網(wǎng)中無(wú)功負(fù)荷以及電源。高壓輸電線路的充電功率則是一個(gè)固定的無(wú)功電源。電氣設(shè)備上的無(wú)功損耗為電網(wǎng)無(wú)功需求。 電力系統(tǒng)無(wú)功功率必須保持供需總量平 衡，并盡可能達(dá)到分電壓層次、分區(qū)供需平衡，盡可能減少電網(wǎng)無(wú)功需求，以減 少電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償容量及無(wú)功潮流。無(wú)功問(wèn)題1、電力系統(tǒng)組成(1) 發(fā)電廠：

3、通過(guò)燃燒煤炭、石油的熱能或水能、 核能等為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)能， 從而產(chǎn)生電能。(2) 輸電線路：各種電壓等級(jí)的輸電線路負(fù)責(zé)電能的輸送。(3) 變電所：承擔(dān)各種電壓等級(jí)線路控制 、電壓的變換和分配電能。(4) 配電線路和電力用戶：配電線路 ( 現(xiàn)在一般是 lOkV 以下電壓 ) 是變電 所至電力用戶的線路，經(jīng)過(guò)降壓、再分配到達(dá)電力用戶。電能的產(chǎn)生、 傳輸、分配和使用幾乎是同時(shí)進(jìn)行的， 因?yàn)槟壳半娔苋匀徊荒?大量存儲(chǔ)。 所以保證可靠地持續(xù)供電、 良好的電能質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行便是對(duì)電力系 統(tǒng)基本要求。2、無(wú)功需求電壓加到感抗上以及電流流過(guò)感抗都要消耗無(wú)功功率。 在感性負(fù)荷中消耗的 無(wú)功功率稱無(wú)功負(fù)荷；在電網(wǎng)

4、的輸、變、配設(shè)備 ( 主要是架空線路和變壓器 ) 的 電抗上消耗的無(wú)功功率稱電網(wǎng)無(wú)功損耗。 無(wú)功負(fù)荷與無(wú)功損耗之和即為電網(wǎng)的無(wú) 功總需求。電網(wǎng)無(wú)功損耗約占電網(wǎng)無(wú)功總需求的近一半。3、無(wú)功功率負(fù)荷和無(wú)功功率損耗在各種用電設(shè)備中， 除電熱設(shè)備和白熾燈等純阻性負(fù)荷只消耗有功功率、 為 數(shù)不多的同步電動(dòng)機(jī)可發(fā)出一部分無(wú)功功率外， 大多數(shù)都要消耗無(wú)功功率。 用電負(fù)荷的自然功率因數(shù)都是滯后的，其值約為0.60.9(其中較大的數(shù)值對(duì)應(yīng)于采 用了大容量同步電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合 ) 。變壓 器的無(wú)功功率損耗變壓器中的無(wú)功功率損耗分為兩部分： 勵(lì)磁支路損耗和繞組漏抗損耗。 其中， 勵(lì)磁支路損耗的百分值等于空載電流的百分值

5、，約為 1-2 ；繞組漏抗損耗，在 變壓器滿載時(shí)，基本上等于短路電壓的百分值，約為 10 左右。1) 對(duì)于一臺(tái)變壓器或一級(jí)變壓的網(wǎng)絡(luò)而言，變壓器的無(wú)功功率損耗滿載時(shí)約為它額定容量的百分之十幾。2）對(duì)于多級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)，變壓器中的無(wú)功功率損耗就相當(dāng)大。以一個(gè)五級(jí)變壓的網(wǎng)絡(luò)（電 10 /220kV 升壓一網(wǎng)絡(luò) 220/110 、110 /35、35/10、10/0.4 用戶）為例，典型計(jì)算的結(jié)果如下表1變壓器損耗情況變壓器負(fù)載情況所有變壓器都滿載所有變壓器都半載變壓器勵(lì)磁支路損耗7 %7 %變壓器繞組漏抗損耗50 %12.5 %變壓器總損耗57 %19.5 %變壓器損耗/負(fù)荷57/10019.5/10

6、0異步電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率損耗中小型異步電動(dòng)機(jī)普遍用于拖動(dòng)各種機(jī)械的動(dòng)力設(shè)備，約將全國(guó)發(fā)電總量40 %轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，丫系列（IP23）電動(dòng)機(jī)的平均功率因數(shù)0.845 ，丫系YU（IP441的平均功率因數(shù)為0.851。中國(guó)電監(jiān)會(huì)2008年4月22日發(fā)布2007年度電力監(jiān)管報(bào)告，2007年全國(guó)發(fā)電量達(dá)到32559億kWh。如果按此口徑計(jì)算，異步電動(dòng)機(jī)耗有功電量達(dá)13023.6億kWh 。消耗無(wú)功電量8193.6億kVa r時(shí)（按照功率因數(shù)0.85計(jì)）。由這部分無(wú)功功率負(fù)荷電流引起的網(wǎng)絡(luò)線損和變損的數(shù)額也是相當(dāng)驚人的。（二）無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹瓌t1、無(wú)功總供需平衡。無(wú)功電源的容量要滿足電網(wǎng)最高無(wú)功總需求，為了

7、應(yīng)對(duì)無(wú)功電源故障等情況，還應(yīng)有一定的余量。2、就地平衡。無(wú)功補(bǔ)償盡量在小范圍內(nèi)平衡無(wú)功需求，這個(gè)范圍可以是個(gè)用電設(shè)備群一個(gè)用戶、一個(gè)小區(qū)、一個(gè)配電網(wǎng)或一個(gè)電壓級(jí)次（低壓、中壓 ）。發(fā)電機(jī)發(fā)出的無(wú)功功率基本用于平衡超高壓電網(wǎng)的無(wú)功損耗3、跟中補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償電源能適應(yīng)電網(wǎng)電壓、無(wú)功的隨時(shí)變化，要求無(wú)功補(bǔ)償裝置有可控性。（三）無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康募熬唧w要求1、無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康陌l(fā)電廠的發(fā)電機(jī)只有在額定電壓、 電流、 功率因數(shù)下運(yùn)行時(shí)，視在功率才能達(dá)到額定值， 其容量才能有效利用。 只有通過(guò)進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，使系統(tǒng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的基本平衡 ,即盡量使 Q 值達(dá)到合理數(shù)值， 提高功率因數(shù) ,減少無(wú)功功率在電

8、力網(wǎng)上的流動(dòng) ,才能使電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定、損耗減少 ;提高發(fā)電、供電設(shè)備 （發(fā)電機(jī)、線路、變壓器 ） 的利用率；提高用戶用電設(shè)備 （變壓器、線路、開(kāi)關(guān) ） 的利用率等等 ,這就是無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康摹?、無(wú)功補(bǔ)償?shù)木唧w要求采取優(yōu)化分布無(wú)功功率電源，實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的平衡。國(guó)家在上個(gè)世紀(jì) 80 年代 ,推行了提高電力用戶功率 因數(shù)的政策，在 全國(guó)供用電規(guī)則 （ 1983 年8月25日水利電力部發(fā)布 ）中作出了明確規(guī)定。全國(guó)供用電規(guī)則第 41 條：無(wú)功功率應(yīng)就地平衡。用戶應(yīng)在提高用電自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和裝置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，并做到隨其負(fù)荷和電壓變動(dòng)及時(shí)投入或切除。防止無(wú)功電力倒送。用戶在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功

9、率因數(shù)應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：100 kV 安及以上高壓供電的用戶和高壓供電的用戶功率因數(shù)為 0.90以上；其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉售轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù) 0.85以上；農(nóng)業(yè)用電，功率因數(shù)為 0.80 以上。凡功率因數(shù)不能達(dá)到上述規(guī)定的新用戶， 供電企業(yè)可拒絕接電。 對(duì)已送電的 用戶，供電企業(yè)應(yīng)督促和幫助用戶采取措施， 提高功率因數(shù)。 對(duì)在規(guī)定期限內(nèi)仍 未采取措施達(dá)到上述要求的用戶， 供電企業(yè)可中止或限制供電。 功率因數(shù)調(diào)整電 費(fèi)辦法按國(guó)家規(guī)定執(zhí)行。(四)低壓配電系統(tǒng)無(wú)功功率及其補(bǔ)償1、盡量提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)在一般的工業(yè)企業(yè)用電消耗的無(wú)功功率中，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)占 30 %，變壓器占 2

10、0， 線路占 10 。因此，為了降低無(wú)功功率損耗，提高自然功率因數(shù)，通常 可以采用的方式有：(1) 合理選擇拖動(dòng)電機(jī)的容量，使其接近滿載運(yùn)行；(2) 對(duì)于平均負(fù)荷小于 40 的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)改換小容量電動(dòng)機(jī)；(3) 合理安排和調(diào)整生產(chǎn)工藝流程，改善電器設(shè)備的運(yùn)行方式，避免和控制 空載運(yùn)轉(zhuǎn)；(4) 正確選擇配電變壓器容量，提高變壓器的負(fù)荷率(一股以7580 %比較 合適)。對(duì)于負(fù)載率小于 30%的變壓器應(yīng)予以斷開(kāi) ( 退出并聯(lián)運(yùn)行，由其中一臺(tái) 供電 ) 或更換小容量變壓器。2、設(shè)置電力電容器進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償無(wú)功補(bǔ)償方式用戶的無(wú)功補(bǔ)償都采用并聯(lián)靜電電容器，其補(bǔ)償方式如下表2補(bǔ)償方式特點(diǎn)適用對(duì)象1.能基

11、本實(shí)現(xiàn)一個(gè)用戶的無(wú)集中補(bǔ)償：靜電電容器集中功供需平衡2.有利于實(shí)現(xiàn)電只有一個(gè)受電變電所的小型裝設(shè)在受電變電所、受電配容器分組投切3.維護(hù)管理方電力用戶電所內(nèi)便4.用戶內(nèi)部電網(wǎng)的有功損耗沒(méi)有降低。1.能基本實(shí)現(xiàn)按電壓分級(jí)，按分區(qū)補(bǔ)償：靜電電容器集中負(fù)荷分區(qū)的無(wú)功供需平衡，降具體分區(qū)變配所的中、大電裝設(shè)在受電變電所及分區(qū)二低用戶內(nèi)部電網(wǎng)有功損耗2.力用戶。級(jí)降壓配電所能實(shí)現(xiàn)電容器分組投3.維護(hù)管理方便。1.與用電設(shè)備聯(lián)動(dòng)投切，補(bǔ)償效果最佳；2.對(duì)異步電動(dòng)個(gè)別年運(yùn)行小時(shí)高大型感性負(fù)載個(gè)別補(bǔ)償：直接與用電設(shè)備補(bǔ)償，其補(bǔ)償容量不能超過(guò)電設(shè)備：遠(yuǎn)距離單個(gè)感性負(fù)載設(shè)并聯(lián)動(dòng)機(jī)空載無(wú)功功率；3.維護(hù)管備。理不方

12、便。電力電容器的裝設(shè)位置確定電容器裝設(shè)位置的原則是就近補(bǔ)償， 但是需要綜合考慮開(kāi)關(guān)裝置、 建設(shè) 投資、控制和管理等因素。電容器具體安裝位置1) 并聯(lián)在電動(dòng)機(jī)端子側(cè)。應(yīng)采用與電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)與停止的控制方式，要注 意當(dāng)電容器容量較大時(shí)，需考慮兩個(gè)問(wèn)題：2) 配電變壓器低壓母線側(cè)。 這種補(bǔ)償方式應(yīng)用最廣泛， 電容器柜并接于低壓 母線，通過(guò)檢測(cè)變壓器出線電流與電壓的相位， 控制電容器組的投切。 現(xiàn)在無(wú)功 功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器 (或低壓功率因數(shù)補(bǔ)償控制器 )產(chǎn)品很多，控制比較穩(wěn)定，技 術(shù)比較成熟，可實(shí)現(xiàn)的功能有： 欠流報(bào)警并切除步進(jìn)電容器； 過(guò)流報(bào)警過(guò)壓報(bào)警 并切除步進(jìn)電容器；失壓報(bào)警；全投入仍低于 co

13、s 擊設(shè)置值報(bào)警；錯(cuò)誤 cos 值報(bào) 警；電容器電容量低于額定值70 %時(shí)報(bào)警；溫度60 C報(bào)警70 %并切除步進(jìn)電容 器；諧波崎變率超過(guò)設(shè)置值報(bào)警并切除步進(jìn)電容器等等。二、低壓配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償探討無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑黼娋W(wǎng)輸出的功率包括兩部分， 一是有功功率； 二是無(wú)功功率。 直接消耗電能， 把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，熱能、化學(xué)能或聲能，利用這些能作功，這部分功率稱為 有功功率； 不消耗電能， 只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能， 這種能作為電氣設(shè) 備能夠作功的必備條件， 并且，這種能是在電網(wǎng)中與電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換， 這部 分功率稱為無(wú)功功率， 如電磁元件建立磁場(chǎng)占用的電能， 電容器建立電場(chǎng)所占的電能。電流在電

14、感元件中作功時(shí)，電流超前于電壓90 C。而電流在電容元件中 作功時(shí)，電流滯后電壓90 °C。在同一電路中，電感電流與電容電流方向相反互 差180 C。如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件，使兩者的電流相互抵 消，使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小， 從而提高電能作功的能力， 這就 是無(wú)功補(bǔ)償?shù)牡览怼＃ǘo(wú)功補(bǔ)償?shù)暮侠砼渲迷瓌t從電力網(wǎng)無(wú)功功率消耗的基本狀況可以看出， 各級(jí)網(wǎng)絡(luò)和輸配電設(shè)備都要消 耗一定數(shù)量的無(wú)功功率， 尤以低壓配電網(wǎng)所占比重最大。 為了最大限度地減少無(wú) 功功率的傳輸損耗，提高輸配電設(shè)備的效率，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置，應(yīng)按照“分 級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”的原則，合理布局：1

15、、總體平衡與局部平衡相結(jié)合，以局部為主。2、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。3、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， 以及減少變電所以上輸電線路的無(wú)功電力， 從而降低 供電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功損耗。

16、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)變電所以下的配電線路向負(fù)荷端輸送。 所以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，低壓配電網(wǎng)應(yīng)以分散補(bǔ)償為主。4、降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主。（三）無(wú)功補(bǔ)償常遇問(wèn)題及解決方法1、電容器組的頻繁投切造成電容器組的頻繁投切一般有兩原因：（1）電壓的 波動(dòng)電容器組沒(méi)有設(shè)定欠流閉鎖。 前一原因一般為大家認(rèn)同， 而對(duì)于后一原因， 很容易被忽略。為什么電容器組沒(méi)有設(shè)定欠流閉鎖會(huì)導(dǎo)致電容器組的頻繁投切。舉個(gè)例子，我局一商品樓電房，配有800kV A配變和6X2X30kvar電容器組。當(dāng) 配變負(fù)載率低于 10的情況下，功

17、率因數(shù)為 088，根據(jù)功率因數(shù)低于 092條 件要對(duì)電容進(jìn)行投入，2 x30kvar電容器組（設(shè)計(jì)時(shí)要求電容器組兩組同時(shí)投或切）投入后，功率因數(shù)表顯示過(guò)補(bǔ)償，其實(shí)，從公式可以算出：當(dāng)cos 妒=0 88 和配變電流為 100A（ 約為配變?nèi)萘康?10）時(shí)，根據(jù)公式 a 革相 =Ul si n'p=47kva r，當(dāng)投入2 x30=60kvar電容后，便造成向變壓器高壓側(cè)反送無(wú)功, 造成過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象。 過(guò)補(bǔ)償后控制器根據(jù)投切條件又進(jìn)行切電容， 這樣又造成功率 因數(shù)偏低。如此循環(huán)便造成電容器組的頻繁投切。2、由于早期安裝的電容器組沒(méi)有過(guò)壓、欠壓保護(hù)，04 kV 母線電壓高， 導(dǎo)致電容器燒毀。

18、對(duì)這部分電容器組，需要進(jìn)行技術(shù)改造，增設(shè)智能控制器，并 設(shè)過(guò)壓、欠壓保護(hù)。另外可以通過(guò)調(diào)節(jié)配變調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)降低電壓。3、由于臺(tái)區(qū)的負(fù)荷增長(zhǎng)，變壓器進(jìn)行了增容，但電容器未有及時(shí)增容，致 使低壓電容器補(bǔ)償不足使其長(zhǎng)期投入運(yùn)行， 沒(méi)有進(jìn)行輪換使用， 直接降低使用壽 命。因此，在改造設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮電容補(bǔ)償容量是否滿足增容后要求。4、舊式的交流接觸器，動(dòng)作次數(shù)過(guò)多，容易出現(xiàn)機(jī)構(gòu)損壞的情況，不能投 切。建議更換成智能復(fù)合開(kāi)關(guān) （可控硅 ），該開(kāi)關(guān)具有過(guò)零投切、無(wú)涌流投切、功 耗低等優(yōu)點(diǎn)，能很大程度提高開(kāi)關(guān)可靠性和延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)壽命。5、控制器投切條件設(shè)定不當(dāng)造成該投未投。由于配網(wǎng)管理人員對(duì)控制器該 類設(shè)備缺

19、乏認(rèn)識(shí)， 投切條件設(shè)定一般由廠家設(shè)定以后就投入運(yùn)行， 可能造成定值與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)不符，所以在投運(yùn)以前，一定要做好這方面調(diào)試與驗(yàn)收。（四）無(wú)功補(bǔ)償?shù)男б嫣岣咴O(shè)備利用率對(duì)于原有供電設(shè)備來(lái)講， 在同樣有功功率下， 因功率因數(shù)的 提高，負(fù)荷電流減少， 因此向負(fù)荷傳送功率所經(jīng)過(guò)的變壓器、 開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等供配 電設(shè)備都增加了功率儲(chǔ)備， 從而滿足了負(fù)荷增長(zhǎng)的需要； 如果原網(wǎng)絡(luò)已趨于過(guò)載， 由于功率因數(shù)的提高， 輸送無(wú)功電流的減少， 使系統(tǒng)不致于過(guò)載運(yùn)行， 從而發(fā)揮 原有設(shè)備的潛力。、對(duì)低壓配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆治鲋苯酉碾姛o(wú)功樸償?shù)脑黼娋W(wǎng)輸出的功率包括兩部分，一是有功功率：二是無(wú)功功率。能，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，熱能

20、、化學(xué)能或聲能，利用這些能做功，這部分功率 稱為有功功率： 不消耗電能只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能， 這種能作為電氣 設(shè)備能夠做功的必備條件， 并且， 這種能是在電網(wǎng)中與電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換， 這部分功率稱為無(wú)功功率， 如電磁元件建立磁場(chǎng)占用的電能， 電容器建立電場(chǎng)所占的電能。電流在電感元件中做功時(shí)，電流超前于電壓90 C。而電流在電容元 件中做功時(shí)， 電流滯后 電壓9 O °C。在同一電路中，電感電流與電容電流方 向相反，互差180 C。如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件，使兩者的 電流相互抵消， 使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小， 從而提高電能做功的 能力，這就是無(wú)功補(bǔ)

21、償?shù)牡览?。（二）無(wú)功樸償?shù)暮侠砼渲迷瓌t從電力網(wǎng)無(wú)功功率消耗的基本狀況可以看出, 各級(jí)網(wǎng)絡(luò)和輸配電設(shè)備都要消耗定數(shù)量的無(wú)功功率， 尤以低壓配電網(wǎng)所占比重最大。 為了最大限度地減少無(wú)功功率的傳輸損耗，提高輸配電設(shè)備的效率，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置，應(yīng)按照級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”的原則，合理布局：1、總體平衡與局部平衡相結(jié)合，以局部為主。2、為了減少無(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。3、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

22、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， 以及減少變電所以上輸電線路的無(wú)功電力，從而降低供電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功損耗。4、降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主。（三）無(wú)功補(bǔ)償常遇問(wèn)題及解決方法1、電容器組的頻繁投切造成電容器組的頻繁投切一般有兩原因：電壓的波動(dòng)：電容器組沒(méi)有設(shè)定欠流閉鎖。前一原因一般為大家認(rèn)同,而對(duì)于后一原因, 很容易被忽略。2、由于早期安裝的電容器組沒(méi)有過(guò)壓、欠壓保護(hù),0.4kV 母線電壓高,導(dǎo)致電容器燒毀。 對(duì)這部分電容器組, 需要進(jìn)行技術(shù)改造增設(shè)智能控制器, 并設(shè)過(guò)壓、欠壓保護(hù)。另外可以通過(guò)調(diào)節(jié)配變調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)降低電壓。3、由于臺(tái)區(qū)的負(fù)荷增，長(zhǎng)變壓器進(jìn)行了增容，但

23、電容器未有及時(shí)增容，致 使低壓電容器補(bǔ)償不足使其長(zhǎng)期投入運(yùn)行， 沒(méi)有進(jìn)行輪換使用， 直接降低使用壽 命。因此，在改造設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮電容補(bǔ)償容量是否滿足增容后要求。4、舊式的交流接觸器，動(dòng)作次數(shù)過(guò)多，容易出現(xiàn)機(jī)構(gòu)損壞的情況，不能投 切。建議更換成智能復(fù)合開(kāi)關(guān) （可控硅 ），該開(kāi)關(guān)具有過(guò)零投切、無(wú)涌流投切、功 耗低等優(yōu)點(diǎn)，能很大程度提高開(kāi)關(guān)可靠性和延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)壽命。5、控制器投切條件設(shè)定不當(dāng)造成該投未投。由于配嘲管理人員對(duì)控制器該 類設(shè)備缺乏認(rèn)識(shí)， 投切條件設(shè)定一般由廠家設(shè)定以后就投入運(yùn)行， 可能造成定值 與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)不符，所以在投運(yùn)以前，一定要做好這方面調(diào)試與驗(yàn)收。（四）無(wú)功樸償?shù)男б?、提高設(shè)備

24、利用率對(duì)于原有供電設(shè)備來(lái)講， 在同樣有功功率下， 因功率因數(shù)的提高， 負(fù)荷電流 減少，因此向負(fù)荷傳送功率所經(jīng)過(guò)的變壓器、 開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等供配電設(shè)備都增加了 功率儲(chǔ)備， 從而滿足了負(fù)荷增長(zhǎng)的需要： 如果原網(wǎng)絡(luò)已趨于過(guò)載， 由于功率因數(shù) 的提高，輸送無(wú)功電流的減少， 使系統(tǒng)不致于過(guò)載運(yùn)行， 從而發(fā)揮原有設(shè)備的潛 力。2、降低系統(tǒng)能耗補(bǔ)償前后線路傳送的有功功率不變，PlUcos ©，由于COS ©中提高，補(bǔ)償 后的電壓u2稍大于補(bǔ)償前電壓U1,為分析問(wèn)題方便，當(dāng)功率因數(shù)從0.700.85 提高到0.95時(shí)，由公式可求得有功損耗將降低20 %45 %。3、改善電壓質(zhì)量以線路末端只有一

25、個(gè)集中負(fù)荷為例，假設(shè)線路電阻和電抗為R、x，有功和 無(wú)功為P、Q,則電壓損失 u為 =(PR+QX) /Ue從公式可以看出，減少線 路無(wú)功輸送，可以減少線路電壓降。四、改善電網(wǎng)功率因數(shù)的意義和方法提高電網(wǎng)功率因數(shù)的意義主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、提高電源的利用率，在電源視在功率不變的情況下，越高則電源帶有功 負(fù)荷的能力就越高，對(duì)變壓器而言在容量不變的前提下可以帶更多的有功負(fù)荷。2、減少線路電壓損失和電能損耗，降低導(dǎo)線直徑節(jié)約有色金屬，減小斷路 器額定開(kāi)斷容量，節(jié)省投資。無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑硗ǔＪ前舱沼泄β什蛔兊脑瓌t。通過(guò)補(bǔ)償容性無(wú)功電流， 利用同一電壓作用下， 感性無(wú)功電流與容性無(wú)功電流反 相的特

26、點(diǎn)來(lái)減小線路無(wú)功電流， 最終使線路總電流得以下降。 故而可以達(dá)到上述 效果。3、可以降低生產(chǎn)成本，減少企業(yè)的電費(fèi)開(kāi)支。由于供電部門為了促進(jìn)電力 用戶提高自身功率因數(shù)通常采取提高電價(jià)的方法 cosq 越低電價(jià)就越高，這樣 就迫使企業(yè)通過(guò)增加設(shè)備投入和采取適當(dāng)技術(shù)措施來(lái)提 cosq . 和采用人工補(bǔ) 嘗兩種方法：(二)提高自然功率因數(shù)法1 、自然功率因數(shù)這種方法不需要任何補(bǔ)償設(shè)備投資， 僅采取一些管理上或技術(shù)上的手段來(lái)減少用電設(shè)備所消耗的無(wú)功功率，是一種最經(jīng)濟(jì)的方法。通常采取下列幾種措施：1）恰當(dāng)選擇電動(dòng)機(jī)容量，減少電動(dòng)機(jī)無(wú)功消耗，防止“大馬拉小車” 。（2）對(duì)平均負(fù)荷小于其額定容量40 %左右的

27、輕載電動(dòng)機(jī)，可將線圈改為星 形接法（或自動(dòng)轉(zhuǎn)換） 。（3）避免電機(jī)或設(shè)備空載運(yùn)行。（4 ）采用同步電動(dòng)機(jī)：同步電動(dòng)機(jī)消耗的有功功率取決于電動(dòng)機(jī)上所帶機(jī) 械負(fù)荷的大小， 而無(wú)功功率取決于轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁電流大小， 在欠勵(lì)狀態(tài)時(shí)， 定子 繞組向電網(wǎng)“吸取”無(wú)功 （呈感性 ），在過(guò)勵(lì)狀態(tài)時(shí)，定子繞組向電網(wǎng)“輸出”無(wú) 功（呈容性 ）,這樣就可以通過(guò)控制勵(lì)磁電流的大小，來(lái)改善電網(wǎng)功率因數(shù)。因此， 對(duì)于恒速長(zhǎng)期運(yùn)行的大型機(jī)械設(shè)備可以采用同步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力， 還可以將異步 電動(dòng)機(jī)同化運(yùn)行 （ 也就是將異步電動(dòng)機(jī)三相轉(zhuǎn)子繞組適當(dāng)連接并通人直流勵(lì)磁 電流，使其呈同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行 ） 。5） 合理選擇配變?nèi)萘?，改善配?/p>

28、的運(yùn)行方式：對(duì)負(fù)載率比較低的配變，一般采取“ 撤、換、并、?！钡确椒ǎ蛊湄?fù)載率提高到最佳值 ,從而改善電網(wǎng) 的自然功率因數(shù)。6 ）調(diào)整生產(chǎn)班次，均衡用電負(fù)荷，提高用電負(fù)荷率。7 ）改善配電線路布局， 避免曲折迂回等。2、人工補(bǔ)償法1）補(bǔ)償原理實(shí)際中可在電網(wǎng)中并聯(lián)電容器或同步調(diào)相機(jī)來(lái)產(chǎn)生容性無(wú)功功率， 利用感性 無(wú)功和容性無(wú)功反相的特點(diǎn)，來(lái)減少電源設(shè)備的感性無(wú)功輸出。2）人工補(bǔ)償方式的分類人工無(wú)功補(bǔ)償就其補(bǔ)償方式來(lái)說(shuō)分為高壓補(bǔ)償和低壓補(bǔ)償。 高壓補(bǔ)償通常是在變 電所高壓側(cè)進(jìn)行， 僅能補(bǔ)償補(bǔ)償點(diǎn)前端的無(wú)功功率， 對(duì)補(bǔ)償點(diǎn)后的線路和負(fù)載的 無(wú)功功率起不到補(bǔ)償作用； 低壓補(bǔ)償可直接補(bǔ)償配電線路和負(fù)載

29、的無(wú)功功率， 補(bǔ) 償效果較為理想。低壓補(bǔ)償方式又分為三種 :集中補(bǔ)償、分散補(bǔ)償和就地補(bǔ)償。另外，需要說(shuō)明的是： 在低壓動(dòng)力系統(tǒng)中通常采取三相對(duì)稱補(bǔ)償?shù)姆绞剑?即三相 補(bǔ)償容量相同且同時(shí)進(jìn)行投退切換操作：而在低壓民用電系統(tǒng) （照明用戶 ）中，則 通常采取三相分相補(bǔ)償?shù)姆绞?，即三相根?jù)運(yùn)行情況分相進(jìn)行投退切換操作。1）集中補(bǔ)償。集中補(bǔ)償是將電容器裝設(shè)在用戶專用變電所或配電室的低壓 母線上，對(duì)無(wú)功進(jìn)行統(tǒng)一補(bǔ)償。 這種補(bǔ)償方式比較適合在負(fù)荷集中、 離變電所較 近，無(wú)功補(bǔ)償容量較大的場(chǎng)合。優(yōu)點(diǎn)：電容器利用率高，能減少電網(wǎng)和用戶變壓 器及供電線路的無(wú)功負(fù)荷。同時(shí)便于運(yùn)行維護(hù)，補(bǔ)償效益高。缺點(diǎn)：不能減少用

30、戶內(nèi)部配電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功負(fù)荷。集中補(bǔ)償一般按提高功率因數(shù)的需要確定補(bǔ)償容 量。2）分散補(bǔ)償。分散補(bǔ)償是將電容器組按低壓配電網(wǎng)的無(wú)功負(fù)荷分布，分組 裝設(shè)在相應(yīng)的母線上， 或者直接與低壓干線相聯(lián)接， 形成低壓電網(wǎng)內(nèi)部的多組分 散補(bǔ)償方式， 適于負(fù)荷比較分散的補(bǔ)償場(chǎng)合。 優(yōu)點(diǎn)是電容器利用率較高且補(bǔ)嘗效 果也較理想。通常分散補(bǔ)償容量計(jì)算與集中補(bǔ)償一樣。3）就地補(bǔ)償。這種方法是就地補(bǔ)償用電設(shè)備 （主要是電動(dòng)機(jī) ） 所消耗的無(wú)功 功率，將電容器組直接裝設(shè)在用電設(shè)備旁邊 ,與用電設(shè)備的供電回路并聯(lián)，以提 高用電系統(tǒng)的功率因數(shù)， 從而獲得明顯的降損效益。 優(yōu)點(diǎn)是補(bǔ)嘗效果好， 缺點(diǎn)是 電容器利用率低。（三）提高功率

31、因數(shù)的無(wú)功補(bǔ)償量及補(bǔ)償裝置1、補(bǔ)償量的確定原則從前面的分析可以看出， 提高功率因數(shù)具有非常重要的意義， 但是實(shí)際上并 非功率因數(shù)越高越好，最好補(bǔ)償?shù)?.900.95并且應(yīng)維持在欠補(bǔ)償狀態(tài)（功率因 數(shù)滯后）這是因?yàn)?，首?cosq =095 時(shí)若繼續(xù)增加就需要投入大容量的容性設(shè)備， 而取得的補(bǔ)償效果卻很小， 降低了補(bǔ)償裝置的性價(jià)比； 其次，若使 p=1 左右 （ 全 補(bǔ)償）或者運(yùn)行中某時(shí)刻達(dá)到 1極易使電網(wǎng)發(fā)生諧振過(guò)電壓，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全，甚至可能造成電網(wǎng)電壓崩潰；第三，如果實(shí)行過(guò)補(bǔ)償（ 即功率因數(shù)超前 ）對(duì)于電 網(wǎng)變壓器來(lái)說(shuō)會(huì)產(chǎn)生一定的助磁作用， 可能使變壓器輸出電壓升高， 甚至危及設(shè) 備的絕

32、緣安全 ,而且運(yùn)行中當(dāng)部分設(shè)備或線路跳閘時(shí)可能變成全補(bǔ)償，降低了電 網(wǎng)的安全性。2、無(wú)功補(bǔ)償裝置由于電網(wǎng)運(yùn)行的波動(dòng)性， 要達(dá)到上述補(bǔ)償目標(biāo)就必須對(duì)補(bǔ)償容量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，這樣就要求補(bǔ)償裝置不僅能輸出容性無(wú)功最好能輸出適量的感性無(wú)功,且具 有無(wú)功可調(diào)性 ,這樣的設(shè)備又稱為無(wú)功補(bǔ)償裝置。除了目前使用最廣泛的電容器 組外，還有同步調(diào)相機(jī)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器和靜止無(wú)功發(fā)生器，而后 3種裝置既能 輸出容性無(wú)功又能輸出感性無(wú)功。并聯(lián)電容器：并聯(lián)電容器補(bǔ)償是利用通過(guò)電容器的交流電在相位上正好超 前于電容器極板上的電壓，而與電感中的滯后電流反相的特點(diǎn)來(lái)補(bǔ)償感性無(wú)功 的，相當(dāng)于向電網(wǎng)輸出無(wú)功功率。優(yōu)點(diǎn)：并聯(lián)電容器本身

33、功耗很小，裝設(shè)靈活， 節(jié)省投資。缺點(diǎn)：不能輸出感性無(wú)功，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)。同步調(diào)相機(jī)： 同步調(diào)相機(jī)是空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)， 它能在欠勵(lì)或過(guò)勵(lì)的 情況下向系統(tǒng)吸收或輸出無(wú)功，裝有 自勵(lì)裝置的同步電機(jī)能根據(jù)電壓平滑地調(diào)節(jié)輸入或輸出的無(wú)功功率，這是其優(yōu)點(diǎn)。但它的有功損耗大、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜、響 應(yīng)速度慢，近已逐漸退出電網(wǎng)運(yùn)行。靜止無(wú)功補(bǔ)償器：靜止無(wú)功補(bǔ)償器是由晶閘管所控制投切電抗器和電容器 組成，由于晶閘管對(duì)于控制信號(hào)反應(yīng)極為迅速，而且通斷次數(shù)也可以不受限制。當(dāng)電壓變化時(shí)靜止補(bǔ)償器能快速、平滑地調(diào)節(jié)，以滿足動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰?，?時(shí)還能做到分相補(bǔ)償；對(duì)于三相不平衡負(fù)荷及沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)性； 但由于

34、晶閘管控制對(duì)電抗器的投切過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高次諧波，為此需加裝專門的濾波器。靜止無(wú)功發(fā)生器：它的主體是一個(gè)電壓源型逆變器，由可關(guān)斷晶閘管適當(dāng)?shù)耐〝?，將電容上的直流電壓轉(zhuǎn)換成為與電力系統(tǒng)電壓同步的三相交流電壓，再 通過(guò)電抗器和變壓器并聯(lián)接人電網(wǎng)。 適當(dāng)控制逆變器的輸出電壓，就可以靈活地 改變其運(yùn)行工況，使其處于容性、感性或零負(fù)荷狀態(tài)。與靜止無(wú)功補(bǔ)償器相比, 靜止無(wú)功發(fā)生器響應(yīng)速度更快，諧波電流更少，而且在系統(tǒng)電壓較低時(shí)仍能向系 統(tǒng)注入較大的無(wú)功。列或醋酸乙烯系列合成樹(shù)脂乳液，或選用丁苯橡膠乳液。五、無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑砑靶б鏌o(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹恚弘娋W(wǎng)輸出的功率包括兩部分 ；一是用功功率；二是無(wú)功 功率直接消耗電能，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，熱能,化學(xué)能或聲能，利用這些能作功，這 部分功率稱為有功功率；不消耗電能；只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能，這種能 作為電氣設(shè)備能夠作功的必備條件，并且，這種能是在電網(wǎng)中與電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn) 換,這部分功率稱為無(wú)功功率。無(wú)功補(bǔ)償?shù)木唧w實(shí)現(xiàn)方式：把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián) 接在同一電路，能量在兩種