無功補(bǔ)償技術(shù)對低壓電網(wǎng)功率因數(shù)的影響

1、無功補(bǔ)償技術(shù)對低壓電網(wǎng)功率因數(shù)的影響摘要:根據(jù)用電設(shè)備的功率因數(shù)，可測算輸電線路的電能損失。通過現(xiàn)場技術(shù)改造，可使低于標(biāo)準(zhǔn)要求的功率因數(shù)達(dá)標(biāo)，實現(xiàn)節(jié)電目的。本文分析了無功補(bǔ)償?shù)淖饔煤脱a(bǔ)償容量的選擇方法，著重闡述了低壓電網(wǎng)和異步電動機(jī)無功補(bǔ)償容量的配置。結(jié)合應(yīng)用實例說明采用無功補(bǔ)償技術(shù)，提上下壓電網(wǎng)和用電設(shè)備的功率因數(shù)，已成為節(jié)電工作的一項重要措施。關(guān)鍵詞:節(jié)電技術(shù)功率因數(shù)無功補(bǔ)償Abstrat:Theperfatrfequipentanbeusedteasurethelssfenergyintransissinlines.Byrefiningthetehnique,eanlettheperfa

2、trhihisbelthestandardgetstandardizedtsaveeletriity.Thisartileanalysesthefuntinfreativepensatinandtheaysthseapaityfpensatin.Itephasizesindisussingthenfiguratinflvltagenetrkandasynhrnustrsapaityinreativepensatin.Bybiningithatualexaples,thisartilealsexplainsthatusingthetehniquefreativepensatintiprvethe

3、perfatrflvltagenetrkandequipenthasbeeaniprtanteasuretsaveeletriity.Keyrds:Tehniquefeletriitysaving,Perfatr,Reativepensatin1、前言無功補(bǔ)償，就其概念而言早為人所知，它就是借助于無功補(bǔ)償設(shè)備提供必要的無功功率，以進(jìn)步系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量。無功補(bǔ)償?shù)暮侠砼渲迷敲磸碾娏W(wǎng)無功功率消耗的根本狀況可以看出，各級網(wǎng)絡(luò)和輸配電設(shè)備都要消耗一定數(shù)量的無功功率，尤以低壓配電網(wǎng)所占比重最大。為了最大限度地減少無功功率的傳輸損耗，進(jìn)步輸配電設(shè)備的效率，無功補(bǔ)償設(shè)備的配置，

4、應(yīng)按照“分級補(bǔ)償，就地平衡的原那么，合理布局。(1)總體平衡與部分平衡相結(jié)合，以部分為主。(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，用戶消耗的無功功率約占50%60%，其余的無功功率消耗在配電網(wǎng)中。因此，為了減少無功功率在網(wǎng)絡(luò)中的輸送，要盡可能地實現(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)展補(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)展的無功補(bǔ)償。集中補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變壓器本身的無功損耗，以及減少變電所以上輸電線路的無功電力，從而降低供電網(wǎng)

5、絡(luò)的無功損耗。但不能降低配電網(wǎng)絡(luò)的無功損耗。因為用戶需要的無功通過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。(4)降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主。2、影響功率因數(shù)的主要因素功率因數(shù)的產(chǎn)生主要是因為交流用電設(shè)備在其工作過程中，除消耗有功功率外，還需要無功功率。當(dāng)有功功率P一定時，如減少無功功率Q，那么功率因數(shù)便可以進(jìn)步。在極端情況下，當(dāng)Q=0時，那么其力率=1。因此進(jìn)步功率因數(shù)問題的本質(zhì)就是減少用電設(shè)備的無功功率需要量。2.1、異步電動機(jī)和電力變壓器是耗用無功功率的主要設(shè)備異步電動機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子間的氣

6、隙是決定異步電動機(jī)需要較多無功的主要因素。而異步電動機(jī)所耗用的無功功率是由其空載時的無功功率和一定負(fù)載下無功功率增加值兩部分所組成。所以要改善異步電動機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動機(jī)的空載運行并盡可能進(jìn)步負(fù)載率。變壓器消耗無功的主要成份是它的空載無功功率，它和負(fù)載率的大小無關(guān)。因此，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應(yīng)空載運行或長其處于低負(fù)載運行狀態(tài)。2.2、供電電壓超出規(guī)定范圍也會對功率因數(shù)造成很大的影響當(dāng)供電電壓高于額定值的10%時，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，當(dāng)供電電壓為額定值的110%時，一般工廠的無功將增加35%左右。當(dāng)供電電壓低于額定值時，無功功率也

7、相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所進(jìn)步。但供電電壓降低會影響電氣設(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。2.3、電網(wǎng)頻率的波動也會對異步電機(jī)和變壓器的磁化無功功率造成一定的影響2.4、以上闡述了影響電力系統(tǒng)功率因數(shù)的一些主要因素，因此必需要尋求一些行之有效的、可以使低壓電力網(wǎng)功率因數(shù)進(jìn)步的一些實用方法，使低壓網(wǎng)可以實現(xiàn)無功的就地平衡，到達(dá)降損節(jié)能的效果。3、低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)步功率因數(shù)的主要方法是采用低壓無功補(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。3.1、隨機(jī)補(bǔ)償隨機(jī)補(bǔ)償就是將低壓電容器組與電動機(jī)并接，通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)，同

8、時投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償電動機(jī)的無功消耗，以補(bǔ)勵磁無功為主，此種方式可較好地限制用電單位無功負(fù)荷。隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點是：用電設(shè)備運行時，無功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運時，補(bǔ)償設(shè)備也退出，而且不需頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量。具有投資少、占位孝安裝容易、配置方便靈敏，維護(hù)簡單、事故率低等。3.2、隨器補(bǔ)償隨器補(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器二次側(cè)，以補(bǔ)償配電變壓器空載無功的補(bǔ)償方式。配變在輕載或空載時的無功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配變空載無功是用電單位無功負(fù)荷的主要部分，對于輕負(fù)載的配變而言，這部分損耗占供電量的比例很大，從而導(dǎo)致電費單價的增加。隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點：接線簡單、維護(hù)管理方便、能有效

9、地補(bǔ)償配變空載無功，限制農(nóng)網(wǎng)無功基荷，使該部分無功就地平衡，從而進(jìn)步配變利用率，降低無功網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前補(bǔ)償無功最有效的手段之一。3.3、跟蹤補(bǔ)償跟蹤補(bǔ)償是指以無功補(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以上的專用配變用戶，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)點是運行方式靈敏，運行維護(hù)工作量小，比前兩種補(bǔ)償方式壽命相對延長、運行更可靠。但缺點是控制保護(hù)裝置復(fù)雜、首期投資相對較大。但當(dāng)這三種補(bǔ)償方式的經(jīng)濟(jì)性接近時，應(yīng)優(yōu)先選用跟蹤補(bǔ)償方式。4、無功功率補(bǔ)償容量的選擇方法無功補(bǔ)償容量以進(jìn)步功率因數(shù)為主要目

10、的時，補(bǔ)償容量的選擇分兩大類討論，即單負(fù)荷就地補(bǔ)償容量的選擇主要指電動機(jī)和多負(fù)荷補(bǔ)償容量的選擇指集中和局部分組補(bǔ)償。4.1、單負(fù)荷就地補(bǔ)償容量的選擇的幾種方法1、美國資料推薦：Q=(1/3)Pe額定容量的1/32、日本方法：從電氣計算日文雜志中查到：1/41/2容量計算考慮負(fù)載率及極對數(shù)等因素，按式5選取的補(bǔ)償容量，在任何負(fù)載情況下都不會出現(xiàn)過補(bǔ)償，而且功率因數(shù)可以補(bǔ)償?shù)?.90以上。此法在節(jié)能技術(shù)上廣泛應(yīng)用，對一般情況都可行，特別適用于I/Ie比值較高的電動機(jī)和負(fù)載率較低的電動機(jī)。但是對于I/Ie較低的電動機(jī)額定負(fù)載運行狀態(tài)下，其補(bǔ)償效果較差。3、經(jīng)歷系數(shù)法：由于電機(jī)極數(shù)不同，按極數(shù)大小確定經(jīng)歷系數(shù)選擇容量比擬接近實際需要的電容器，采用這種方法一般在70%負(fù)荷時，補(bǔ)后功率因數(shù)可在0.950.97之間經(jīng)歷系數(shù)表電機(jī)類型一般電機(jī)起重電機(jī)冶金電機(jī)極數(shù)246810810補(bǔ)償容量kvar/k0.20.20.250.250.30