無功補償?shù)膬?yōu)化選擇

1、無功補償?shù)膬?yōu)化選擇    摘要：近年來,隨著農(nóng)村電網(wǎng)的進一步完善，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電規(guī)模不斷擴大，用電量的日益增長和用電結(jié)構(gòu)的變化，使得電力供需矛盾越來越突出。電力的供不應求迫使人們在降損節(jié)能上多做文章，因此，人們根據(jù)電力網(wǎng)的運行特點，從無功傳輸過程消耗有功的角度，推行了無功補償。    關(guān)鍵詞：無功補償 優(yōu)化選擇    近年來,隨著農(nóng)村電網(wǎng)的進一步完善，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電規(guī)模不斷擴大，用電量的日益增長和用電結(jié)構(gòu)的變化，使得電力供需矛盾越來越突出。電力的供不應求迫使人們在降損節(jié)能上多

2、做文章，因此，人們根據(jù)電力網(wǎng)的運行特點，從無功傳輸過程消耗有功的角度，推行了無功補償。    眾所周知，電力網(wǎng)在運行時，電源供給的無功功率是電能轉(zhuǎn)換為其他形式能的前提，它為電能的輸送、轉(zhuǎn)換創(chuàng)造了條件。沒有它，變壓器就不能變壓與輸送電能，沒有它，電動機的旋轉(zhuǎn)磁場就建立不起來，電動機就無法轉(zhuǎn)動。但是，長距離輸送無功電力，又會造成有功功率的損耗和電壓質(zhì)量的降低，這不僅影響電力網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行，而且也影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，如何減少無功電力的長距離輸送，已成為電力部門和用電企業(yè)必不可少的研究課題。為此，我們根據(jù)用電設備消耗無功的多少，在負荷較集中、無功消耗較多的地

3、點增設了無功電源點，使無功的需求量就地得到解決，這樣不但減少了無功傳輸過程中造成的能量損耗和電壓降落，而且提高了供用電雙方和社會的經(jīng)濟效益，可謂一舉兩得。不過，雖然無功補償能給企業(yè)和社會帶來一定的效益，但補償過程中還需要考慮很多問題，也就是說怎樣進行補償，才能收到最佳的效益呢？這就要求我們在補償過程中必須遵守一定的原則、方法，做到科學合理的補償，才能收到事半功倍的效果。    1 無功補償?shù)脑瓌t    全面規(guī)劃，合理布局，分級補償，就地平衡，具體內(nèi)容如下。    總體平衡與局

4、部平衡相結(jié)合，既要滿足全網(wǎng)的總無功平衡，又要滿足分線、分站的無功平衡。    集中補償與分散補償相結(jié)合，以分散補償為主，這就要求在負荷集中的地方進行補償，既要在變電站進行大容量集中補償，又要在配電線路、配電變壓器和用電設備處進行分散補償，目的是做到無功就地平衡，減少其長距離輸送。    高壓補償與低壓補償相結(jié)合，以低壓補償為主，這和分散補償相輔相成。    降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主，兼顧調(diào)壓。這是針對線路長，分支多，負荷分散，功率因數(shù)低的線路，這種線路最顯著的特點是：負荷

5、率低，線路損失大，若對此線路補償，可明顯提高線路的供電能力。    供電部門的無功補償與用戶補償相結(jié)合，因為無功消耗大約60%在配電變壓器中，其余的消耗在用戶的用電設備中，若兩者不能很好地配合，可能造成輕載或空載時過補償，滿負荷時欠補償，使補償失去了它的實際意義，得不到理想的效果。    2 根據(jù)補償原則，確定無功補償容量    按照上述的基本原則，根據(jù)無功在電力系統(tǒng)中的去向，確定幾種主要的補償方式及其容量。    變電站高壓集中補償：

6、這種補償是在變電站10（6）kV母線上集中裝設高壓并聯(lián)電容器組，用以補償主變的空載無功損耗和線路漏補的無功功率。目前，在農(nóng)網(wǎng)上，除了大宗用戶外，縣局基本上采用這種補償。比如：涉縣各變電站在未進行人工補償以前cos= 0.85，根據(jù)功率因數(shù)（0.85）調(diào)整電費標準，每月罰款為月總電費的2.5%，經(jīng)過各站裝設了電容器補償后，平均cos=0.9，每月電費減少0.5%，一年下來，功率因數(shù)獎電費約為60萬元，為企業(yè)增加了效益。    隨線補償：將電容器分散安裝在高壓配電線路上，主要補償線路上的無功消耗，還可以提高線路末端電壓，改善電壓質(zhì)量。其補償容量一般遵循&qu

7、ot;三分之二"原則，即補償容量為無功負荷的三分之二，而電壓降為DU = （PR QX）/Ue。    例1：一條10kV線路，長為5km，導線型號LGJ-70，其中g(shù) = 0.46W/km，X0 = 0.411/km，所帶負荷200 j150，在線路末端補償QC= 100kvar，求線路損耗和電壓降。        求線路上的損耗    補償前：P1 = 3×I2R = 3×（2002 1502）/102

8、×5×0.46 = 4313W。    補償后：P2 = 3×I2R = 3×2002 （150 - 100）2/102×5×0.46 = 2933W。    則一年少損失電量：A = (P1 - P2)T×10-3 = （4313 - 2933）×365×24×10-3 = 12089kWh。    求電壓降    補償前：U = （P

9、R QX）/U = （200×0.46×5 150×0.411×5）/10 = 77V。    補償后：U = （PR QX）/U = 200×0.46×5 （150 - 100）×0.411×5 /10 = 56V。    所以補償后電壓由9.92kV提高到9.94kV，改善了電壓質(zhì)量。    3 隨器補償    將電容器安裝在配電變壓器低壓側(cè)，主要補償配

10、電變壓器的空載無功功率和漏磁無功功率。一般情況下，農(nóng)網(wǎng)配變負載率較低，輕載或空載時，無功負荷主要是變壓器的空載勵磁無功，因此配變無功補償容量不易超過其空載無功，否則，在配變接近空載時可能造成過補償，所以應按式Qb I0%Se/100(其中：I0%是空載電流百分數(shù)，從手冊中可查出，Se是變壓器的額定容量)，但對于工業(yè)用戶的變壓器補償，因其負荷率高，補償時應從提高變壓器出力的角度考慮。    例2：涉縣良種場有一臺變壓器Se = 80kVA，cos= 0.8，帶一抽水用電動機Pe = 75kW，P = Se×cos = 80×0.8 =

11、64kW < 75kW，可見變壓器處于超載運行，若提高cos的方法提高變壓器出力，設擬增cos = 0.95，則P = 0.95×80 = 76kW > 75kW，由公式Qb = P×tg可知，應補償無功Qb = 25kvar。    4 隨電動機補償    將電容器直接并聯(lián)在電動機上，用以補償電動機的無功消耗。據(jù)運行統(tǒng)計，縣級農(nóng)網(wǎng)中約有60%的無功功率消耗在電動機上，因此，搞好電動機的無功補償，使其無功就地平衡，既能減少配電線路的損耗，同時還可以提高電動機的出力。一般對7.5kW以

12、上電動機進行補償時，確定容量應按Q    C 3UeI0。另外，對于排灌所帶機械負荷較大的電動機，補償容量可適當加大，大于電動機的空載無功，但要小于額定無功負荷，即Q0 QC Qe。    例3：涉縣自來水公司，一條線路長1km，導線型號LGJ-70，其中g(shù) = 0.46W/km，X0=0.411/km，帶一抽水用電動機Pe = 95kW，實用負荷為100 j60，由于長期超載，在電動機上補償無功QC = 30kvar，求補償前后線路的損耗和電動機的出力。     

13、   視在功率S=（1002 602）1/2= 116.26kVA    求線路上的損耗    補償前：P1 = 3×I2R = （1002 602）/0.382×1×0.46 = 43.32kW。    補償后：P1 = 3×I2R = 1002 （60 - 30）2/0.382×1×0.46 = 34.72kW。    P1 - P2 = 43

14、.32 - 34.72 = 8.6 kW，則一年少損失電量8.6×24×365 = 75.33MWh。    求電動機出力    補償前：PN = 95kW < 100kW，電動機處于超載運行。    補償后：PN = 112kW > 95kW，電動機運行正常，提高了電動機的出力。    5 低壓集中補償    在低壓母線上裝設自動投切的并聯(lián)電容器成套裝置主要補償變

15、壓器本身及以上輸電線路的無功功率損耗，而在配電線路上產(chǎn)生的損耗并未減少，因此，補償不宜過大，否則變壓器輕載或空載運行時，將造成過補償，補償容量應以變壓器額定容量的30%40%確定，即：Qb = （0.3 - 0.4）SN，或從提高功率因數(shù)的角度考慮Qb = P（tg1 - tg2），其中tg1 、tg2是補償前后功率因數(shù)角的正切值。    6 補償位置的確定    上述介紹了不同目的的補償方法各不相同，但補償位置在哪最合理呢？一般我們考慮把并聯(lián)電容器安置在負荷較集中的地方或無功消耗嚴重的設備周圍。 

16、60;  7 補償后帶來的經(jīng)濟效益    從提高功率因數(shù)上，還是以涉縣電力局為例，功率因數(shù)由0.8提高到0.9左右，月電費罰3.7萬元，到獎2.5萬元，贏利7.2萬元，給企業(yè)帶來經(jīng)濟效益。    從電壓質(zhì)量上來說，如例1，末端電壓由9.92kV提高到9.94kV，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，給用戶帶來了直接經(jīng)濟效益。    從降損節(jié)能上來說，降低了電能損耗，減少了電費的支出，同樣給用戶帶來經(jīng)濟效益。如例3，年節(jié)能7.533萬kWh，按電價0.5857元/kWh，年節(jié)約電費7.533×0.5857=4.4萬元。    從提高變壓器的處理上來說，由于減少了無功電流，所以提高了變