電網(wǎng)無功培訓(xùn)

1、電 網(wǎng) 經(jīng) 濟 運 行 基 本 概 論一、前言電力是一種使用方便的優(yōu)質(zhì)二次能源，廣泛應(yīng)用于國計民生各個領(lǐng)域，當(dāng)今世界“能源的發(fā)展是以電力為中心”。根據(jù)有關(guān)資料的估算：從發(fā)電到供電，一直到用電的過程廣義電力系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備（包括發(fā)電機、變壓器、電力線路、電動機等）全部的電能消耗約占發(fā)電量的2833。這對全國來說一年就有31783746億kwh的電能損耗在運行的電氣設(shè)備中，相當(dāng)于10個中等用電量省的用電量之和。這說明節(jié)電潛力非常之大。在新世紀(jì)中為保證國民經(jīng)濟高速穩(wěn)定的發(fā)展，尋求一條不用物資投資，依靠高新技術(shù)就能節(jié)電的途徑具有重大意義。電網(wǎng)經(jīng)濟運行就是不用物資投資取得明顯節(jié)電效果的一項內(nèi)涵節(jié)電技

2、術(shù)。 電網(wǎng)經(jīng)濟運行一是把變壓器經(jīng)濟運行節(jié)電技術(shù)形成一個系統(tǒng)工程，并按系統(tǒng)工程方法對變壓器經(jīng)濟運行節(jié)電技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化排序；二是把變壓器經(jīng)濟運行領(lǐng)域擴充到變壓器及其供電線路經(jīng)濟運行，變電所及其供電網(wǎng)經(jīng)濟運行，也就是說擴展到輸電網(wǎng)經(jīng)濟運行（三繞組變壓器及其供電系統(tǒng)）和配電網(wǎng)經(jīng)濟運行（雙繞組變壓器及其供電系統(tǒng)）。變壓器在整個電力系統(tǒng)中是一種應(yīng)用廣泛的電氣設(shè)備，一般說來，從發(fā)電、供電一直到用電，需要經(jīng)過35次的變壓過程，其自身要產(chǎn)生有功功率損失和無功功率消耗。由于變壓器臺數(shù)多，總?cè)萘看?，所以在廣義電力系統(tǒng)（包括發(fā)、供、用電）運行中，變壓器總的電能損失占發(fā)電量的10左右。這對全國來說，意味著全年變壓器總的電

3、能損失為1100億kwh以上，相當(dāng)于3個中等用電量省的用電量之和。變壓器經(jīng)濟運行是在損失電能的1100億kwh以上電能中去挖掘節(jié)電潛力；電網(wǎng)經(jīng)濟運行則是在損失的31783746億kwh電能中挖掘節(jié)電潛力。二、電網(wǎng)經(jīng)濟運行的概念與特點1.電網(wǎng)經(jīng)濟運行的基本內(nèi)涵電網(wǎng)經(jīng)濟運行是在保證區(qū)域電網(wǎng)（110kv以上）和地區(qū)電網(wǎng)（110kv以下的城區(qū)網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)）的安全運行和在滿足供電量和保證供電質(zhì)量的基礎(chǔ)上，充分利用電網(wǎng)中現(xiàn)有輸（配）變電設(shè)備，通過優(yōu)選變壓器及電力線路經(jīng)濟運行方式和負(fù)載的經(jīng)濟調(diào)配及變壓器與供電線路運行位置的優(yōu)化組合等技術(shù)措施，從而最大限度地降低變壓器與供電線路的有功損耗和無功消耗。 2.

4、變壓器經(jīng)濟運行的基本內(nèi)涵變壓器經(jīng)濟運行是在確保變壓器安全運行及滿足供電量和保證供電質(zhì)量的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有設(shè)備；通過擇優(yōu)選取變壓器最佳運行方式、負(fù)載調(diào)整的優(yōu)化；變壓器運行位置最佳組合以及改善變壓器運行條件等技術(shù)措施，從而最大限度地降低變壓器的電能損失和提高其電源側(cè)的功率因數(shù)，所以變壓器經(jīng)濟運行的實質(zhì)就是變壓器節(jié)電運行。變壓器經(jīng)濟運行節(jié)電技術(shù)是把變壓器經(jīng)濟運行的優(yōu)化理論及定量化的計算方法與變壓器各種實際運行工況密切結(jié)合的一項應(yīng)用技術(shù)，該項節(jié)電技術(shù)不用投資，在某些情況下還能節(jié)約投資（節(jié)約電容器投資和減少變壓器投資）。所以，變壓器經(jīng)濟運行節(jié)電技術(shù)屬于知識經(jīng)濟范疇，是向智力挖潛、向管理挖潛實施內(nèi)涵節(jié)

5、電的一種科學(xué)方法。3. 電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度 電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度是以電網(wǎng)安全運行調(diào)度為基礎(chǔ)，以降低電網(wǎng)線損為目標(biāo)的調(diào)度方式。由于電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度是屬于知識密集和技術(shù)密集型領(lǐng)域，所以電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度是按電網(wǎng)經(jīng)濟運行的科學(xué)理論，根據(jù)電網(wǎng)經(jīng)濟運行方式軟件和經(jīng)濟調(diào)度軟件定量計算的結(jié)果，全面實施電網(wǎng)經(jīng)濟運行的調(diào)度方式。4. 電網(wǎng)改造節(jié)電技術(shù)電網(wǎng)改造節(jié)電技術(shù)是在不增加電網(wǎng)改造投資和充分利用現(xiàn)有電網(wǎng)改造資金的基礎(chǔ)上，在提高電網(wǎng)供電容量和保證供電質(zhì)量的前提下，運用20余種優(yōu)化定量計算新技術(shù)降低城鄉(xiāng)電網(wǎng)的線損，如老舊變壓器淘汰中要劣中汰劣，新型變壓器選型中要優(yōu)中選優(yōu)，既要根據(jù)城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)負(fù)載分布的特點，調(diào)整變壓器運行位置與供電線路實現(xiàn)

6、優(yōu)化組合，又要根據(jù)電網(wǎng)中變壓器與供電線路的分布狀況，優(yōu)化負(fù)載經(jīng)濟分配和電網(wǎng)經(jīng)濟運行方式。由于電網(wǎng)的線損主要是由變壓器損耗與電力線路損耗所組成，所以電網(wǎng)改造的節(jié)電降耗，也就是對電網(wǎng)中的所有變壓器和電力線路進(jìn)行擇優(yōu)選擇和優(yōu)化組合，組建成“安全經(jīng)濟型電網(wǎng)”。因此，在電網(wǎng)運行中變壓器及其供電系統(tǒng)經(jīng)濟運行也是電網(wǎng)改造節(jié)電技術(shù)的基礎(chǔ)和實施目標(biāo)。無 功 電 壓技 術(shù) 部 分一、無功補償基礎(chǔ)知識（一）功率、功率因數(shù)1.有功功率：在直流電路中，從電源輸送到電器（負(fù)載）的電功率，是電壓與電流的乘積，也就是電器實際所吸收的功率。在交流電路中，由于有電阻和電抗（感抗和容抗）的同時存在，所以電源輸送到電器的電功率并不完

7、全做功。因為其中有一部分電功率（電感和電容所儲的電能）仍能回輸?shù)诫娫矗虼?，實際為電器所吸收的電功率叫有功功率。用字母 p 表示。國際單位瓦，用字母 w 表示。通常有功功率的單位用千瓦，用字母kw 表示。2.無功功率：電感和電容所儲的電能仍能回輸?shù)诫娫?，這部分功率在電源與電抗之間進(jìn)行交換，交換而不消耗，稱為無功功率。用字母 q 表示，國際單位乏，用字母 var 表示。通常無功功率的單位用千乏，用字母 kvar 表示。3.視在功率：在交流電路中，如負(fù)載是純電阻，電壓和電流是同相位，那么電壓和電流的乘積就是有功功率，但在有電感或電容的電路中，電壓和電流有著相位差，所以電壓和電流的乘積并不是負(fù)載電路

8、實際吸收的電功率，而叫做視在功率。用字母 s 表示，國際單位伏安，用字母 va 表示。通常視在功率的單位用千伏安，用字母kva 表示。4.功率因數(shù)：有功功率與視在功率的比值。用 cosj 表示，它是沒有單位的。cosj=p/s5.功率三角形：有功功率、無功功率、視在功率三者之間的關(guān)系符合勾股定理。如圖單相電路中： s=ui；p=uicosj；q=uisinj；三相電路中： s= 3ui；p=3uicosj；q=3uisinj；6.用戶功率因數(shù)的計算方法電量計算：在一定時間內(nèi)（如三天或一周）取用戶有功電量和無功電量。功率因數(shù)cosj=有功電量/（有功電量2 +無功電量2）1/2轉(zhuǎn)數(shù)（老式電度表）

9、： 在同樣的時間內(nèi)計量有功表、無功表所轉(zhuǎn)圈數(shù)。根據(jù)無功表和有功表所轉(zhuǎn)圈數(shù)比計算出功率因數(shù)。脈沖（新式電度表）：在同樣的時間內(nèi)計量無功和有功的脈沖數(shù)。根據(jù)無功表和有功表脈沖比計算出功率因數(shù)。根據(jù)無功和有功之比計算功率因數(shù)無功比有功功率因數(shù)無功比有功功率因數(shù)無功比有功功率因數(shù)1:100.9951:20.8942.6:10.361:90.99381:1.90.88492.7:10.351:80.99221:1.80.87422.8:10.341:70.98991:1.70.86192.9:10.331:60.98641:1.60.84803:10.321:50.9801:1.50.83213.1:1

10、0.311:40.9701:1.40.81373.2:10.301:3.90.96861:1.30.79263.3:10.291:3.80.96711:1.20.76823.4:10.281:3.70.96531:1.10.73993.5:10.271:3.60.96351:10.7073.6:10.26761:3.50.96151.1:10.67273.7:10.2611:3.40.95941.2:10.64023.8:10.2551:3.30.95701.3:10.60973.9:10.2481:3.20.95451.4:10.584:10.2431:3.10.95171.5:10.554

11、.1:10.2371:30.9481.6:10.534.2:10.2321:2.90.94531.7:10.514.3:10.2271:2.80.94171.8:10.494.4:10.2221:2.70.93771.9:10.474.5:10.2171:2.60.93332:10.454.6:10.2121:2.50.92852.1:10.434.7:10.2081:2.40.92312.2:10.414.8:10.2041:2.30.91702.3:10.404.9:10.2001:2.20.91042.4:10.385:10.1961:2.10.90292.5:10.37(二) 提高功率

12、因數(shù)的意義1由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，當(dāng)用電企業(yè) cosj 越小，其視在功率也越大，為滿足用電的需要，供電線路和變壓器的容量也越大，這樣，不僅增加供電投資，降低設(shè)備利用率，也將增加線路網(wǎng)損。2負(fù)載的功率因數(shù)低，對電力系統(tǒng)不利。 負(fù)載的功率因數(shù)過低，供電設(shè)備的容量不能充分利用。例如：一臺容量為 60kva 的單相變壓器，設(shè)它在額定電壓，額定電流下運行，在負(fù)載的功率因數(shù)等于 1 時，它傳輸?shù)挠泄β?p=60cosj=60kw，它的容量得到充分利用，負(fù)載的 cosj=0.8 時，它傳輸?shù)挠泄β式档蜑?8kw，容量的利用較差，cosj越小，容量利用的越不充分。 在一定的電壓下向負(fù)載

13、輸送一定的有功功率時，負(fù)載的功率因數(shù)越低，通過輸電線的電流越大，導(dǎo)線電阻的能量損耗和導(dǎo)線阻抗的電壓降落越大，功率因數(shù)是電力經(jīng)濟中的一個重要指標(biāo)。3全國供用電規(guī)則規(guī)定：在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時，用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)：高壓用電的工業(yè)用戶和高壓用電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)為 0.9 以上；其它 100kva 及以上電力用戶和大中型電力排灌站，功率因數(shù)為 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)達(dá)不到上述規(guī)定的用戶，供電部門會在其用戶使用電費的基礎(chǔ)上按一定比例對其進(jìn)行罰款（力率電費），要提高企業(yè)的用電功率因數(shù)，必須進(jìn)行無功補償，并做到隨其負(fù)荷和電壓的變動及時投入或

14、切除，防止無功電力倒送。全國供用電規(guī)則規(guī)定：無功電力應(yīng)就地平衡.（三） 無功功率補償?shù)幕驹戆丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，當(dāng)容性負(fù)荷釋放能量時，感性負(fù)荷吸收能量；而感性負(fù)荷釋放能量時，容性負(fù)荷卻在吸收能量。能量在兩種負(fù)荷之間交換。這樣感性負(fù)荷所需要的無功功率可從容性負(fù)荷輸出的無功功率中得到補償，這就是無功功率補償?shù)幕驹怼?.什么是電網(wǎng)的無功平衡？電網(wǎng)所謂無功平衡就是指在電網(wǎng)運行的每一個時刻，電網(wǎng)中各無功電源所發(fā)出的無功功率要等于電網(wǎng)中各個環(huán)節(jié)上的無功功率損耗和用戶所消耗的無功功率（即無功負(fù)荷）之和。無功功率平衡直接關(guān)系到電網(wǎng)的運行電壓水平，電網(wǎng)的無功功率平衡是維

15、持電網(wǎng)電壓水平的首要條件，電網(wǎng)無功電源的配置與電網(wǎng)調(diào)壓措施的實施是一密不可分的整體，二者相輔相成。當(dāng)電網(wǎng)無功電源充足時，電網(wǎng)運行電壓就高，當(dāng)電網(wǎng)無功電源不足時，電網(wǎng)運行電壓就低，因此各級調(diào)度、運行值班人員必須加強對管轄范圍內(nèi)的各級運行電壓的監(jiān)視和調(diào)整工作。2.電網(wǎng)中為什么需要進(jìn)行無功補償？由于電網(wǎng)中的負(fù)荷大部分均為感性負(fù)荷，再加上電網(wǎng)中的各級變壓器和線路也為感性，因此電網(wǎng)需要的無功功率就要比有功功率大得多，若假設(shè)電網(wǎng)的綜合發(fā)電負(fù)荷為100，那么電網(wǎng)的無功總需求就大約是130150。電網(wǎng)中發(fā)電機的功率因數(shù)一般都大于0.8，這樣僅靠發(fā)電機所發(fā)的無功就無法滿足電網(wǎng)和電網(wǎng)負(fù)荷的總無功需求；同時無功遠(yuǎn)距

16、離傳輸，由于變壓器和輸電線路電抗和電阻的存在，不但要產(chǎn)生無功損耗，而且還會帶來不必要的有功損耗，同時由于輸電網(wǎng)絡(luò)的電抗較大，無功的遠(yuǎn)距離傳輸，不但會產(chǎn)生較大的無功損耗，而且會造成過大的電壓降，這就使無功的遠(yuǎn)距離傳輸幾乎不能實現(xiàn)，為此電網(wǎng)必須進(jìn)行無功補償。3.什么是無功補償?shù)姆謱臃謪^(qū)和就地平衡原則？目的是什么？無功補償設(shè)備配置應(yīng)貫徹執(zhí)行分層分區(qū)和就地平衡的原則。所謂分層，是指主要承擔(dān)有功功率傳輸?shù)?20750kv電網(wǎng)，應(yīng)盡量保持各電壓層間的無功功率平衡，減少各電壓層間的無功功率串動；所謂分區(qū)，是指110kv及以下的供電電網(wǎng)，應(yīng)實現(xiàn)無功功率分區(qū)和就地平衡。分層分區(qū)和就地平衡都是為了達(dá)到減少無功傳輸

17、產(chǎn)生的大量功率損耗為目的。（四） 無功功率補償?shù)姆椒o功功率補償?shù)姆椒ê芏?，采用電力電容器或采用具有容性?fù)荷的裝置進(jìn)行補償。1發(fā)電機：是電網(wǎng)中最基本的無功功率電源。一般可通過改變進(jìn)入轉(zhuǎn)子回路的勵磁電流來實現(xiàn)對發(fā)電機輸出無功功率的平滑調(diào)整，既可以發(fā)出無功，又可以吸收無功，是電網(wǎng)中最基本的，也是最好的無功調(diào)整電源。2.并聯(lián)電抗器：是吸收無功功率的設(shè)備。在超高壓電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用，它們一般都是直接接到超高壓線路或母線，或經(jīng)主變?nèi)蝹?cè)或較低電壓母線兩種接線設(shè)置方式接入電網(wǎng)。另外還又串聯(lián)電抗器，主要用于串聯(lián)在電容器組前限制高次諧波或限流。3.同步調(diào)相機：是一種專門設(shè)計的無功功率電源，是不帶機械負(fù)載的同步

18、電動機，一般裝設(shè)在電網(wǎng)的負(fù)荷區(qū)，這樣可以減少因傳輸無功功率而引起輸電電網(wǎng)的能量損耗和電壓降落。正常運行時，它從電網(wǎng)吸收少量有功功率供給其運行時的銅耗、鐵耗和機械損耗等，并根據(jù)電網(wǎng)電壓要求調(diào)節(jié)其無功功率的方向和大小，調(diào)節(jié)性能不錯。但其運行維護(hù)費用大，動態(tài)調(diào)節(jié)響應(yīng)慢，增加電網(wǎng)短路容量等，處于被淘汰的狀態(tài)。4.靜止補償器（svc）：它是由并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器等無功元件組成的，可快速響應(yīng)的無功補償設(shè)備5.并聯(lián)電容器：是應(yīng)用最廣泛的無功補償設(shè)備，只能發(fā)出無功功率，提高電壓，而不能吸收無功功率，降低電壓。其補償調(diào)壓是通過在負(fù)荷側(cè)安裝并聯(lián)電容器來提高負(fù)荷的功率因數(shù)，以減少通過輸電線路上的無功功率來達(dá)到調(diào)壓

19、目的。調(diào)壓只能根據(jù)負(fù)荷變化而分組投切，調(diào)壓是階梯形的。同時當(dāng)母線電壓下降，并聯(lián)電容器供給電網(wǎng)的無功功率減少，尤其是在電網(wǎng)發(fā)生故障或其他原因使電壓下降時，電容器無功輸出的減少將導(dǎo)致電壓進(jìn)一步下降，不符合調(diào)壓要求，因此其無功功率調(diào)節(jié)性能相對較差。安裝電容器進(jìn)行無功功率補償時，可采取集中、分散或個別補償三種形式。 個別補償:個別補償是對單臺用電設(shè)備所需無功就近補償?shù)霓k法，把電容器直接接到單臺用電設(shè)備的同一個電氣回路，用同一臺開關(guān)控制，同時投運或斷開。這種補償方法的效果最好，電容器靠近用電設(shè)備，就地平衡無功電流，可避免無負(fù)荷時的過補償，使電壓質(zhì)量得到保證。個別補償一般常用于容量較大的高低壓電動機等用電

20、設(shè)備。但這種方法在用電設(shè)備非連續(xù)運轉(zhuǎn)時，電容器利用率低，不能充分發(fā)揮其補償效益。 分散補償：將電容器組分組安裝在車間配電室或變電所各分路的出線上，它可與工廠部分負(fù)荷的變動同時投入或切除。這種補償方法效果也較好。 集中補償：把電容器組集中安裝在變電所的一次或二次側(cè)的母線上，這種補償方法，安裝簡便，運行可靠，利用率較高。（五） 并聯(lián)電容器提高功率因數(shù)的原理交流電路中，純電阻電路負(fù)載中的電流ir與電壓u同相位，純電感負(fù)載中的電流il滯后電壓90。而純電容的電流ic則超前于電壓90?？梢?，電容中的電流與電感中的電流相差180能夠互相抵消。電力系統(tǒng)中的負(fù)載，大部分是感性的，因此總電流 i 將滯后于電壓于

21、一個角度j。如果將并聯(lián)電容器與負(fù)載并聯(lián)，則電容器的電流ic將抵消一部分電感電流，從而使電感電流il減小到il，總電流從i減少到i，功率因數(shù)將由cosj1提高到cosj2，這就是并聯(lián)補償?shù)脑?。見下圖。 （六）并聯(lián)電容器在電力系統(tǒng)中的作用采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補償主要作用是：1.補償無功功率，提高功率因數(shù)系統(tǒng)中大部分為感性負(fù)載，為使其正常運行，必須供應(yīng)它們建立磁場所須的能量，這就出現(xiàn)了電源與負(fù)載之間的能量交換，表現(xiàn)為電源要向負(fù)載供應(yīng)無功功率，如對感性負(fù)載并聯(lián)容性設(shè)備，讓它們之間就地進(jìn)行一部分能量交換，便能減少電源與負(fù)載之間的能量交換。減少電源供應(yīng)的無功功率，從而提高了功率因數(shù)。2.增加電網(wǎng)的傳輸

22、能力，提高設(shè)備利用率若 p1 和 p2 分別為補償前、后的有功功率的出力，cosj1和cosj2分別為補償前、后的功率因數(shù)，則：p= p2-p1=s（cosj2-cosj1）為補償后的有功功率的出力增量?？梢?，在視在功率 s 不變的前提下，線路傳輸?shù)墓β实某隽⒂兴黾?，其增加值為p：cosj10.70.70.70.7cosj20.950.970.981p%36%39%40%43%3.降低線路損失和變壓器有功損失安裝無功補償裝置后功率因數(shù)提高，線路電流會下降，線路損耗降低，變壓器的有功損失也會降低。對于高壓計量的用戶，在低壓側(cè)安裝無功補償裝置，可降低安裝點與計量點間的線損，其線損降低量與安裝點

23、的位置有關(guān)。如下圖，c 為高壓集中補償裝置，c1、c2 為低壓集中補償裝置，c3、c4 為單獨就地補償裝置，m 為交流電動機。安裝低壓集中補償裝置 c 1，降低的線損為 a、d 間，但線損要分段計算，分 a、c段的線損與 c、d 段的線損，因為這兩段流過的電流是不同的。安裝低壓集中補償裝置 c2，降低的線損為a、b 間的。安裝單獨就地補償裝置 c3、c4，降低的線損也要分段計算。如果安裝高壓補償電容器，降低的線損為計量點之前的，這部線損不在用戶的范圍內(nèi)。對于低壓計量的用戶，計量點雖然在變壓器的二次側(cè)，但供電公司考核時以變壓器一次側(cè)的考核點為準(zhǔn)。如下圖，同樣補償裝置安裝在不同的位置降低的線損也是

24、不同的。由以上兩圖可以看出：單獨就地補償?shù)男Ч詈?，但補償點分散，不便于維護(hù)。安裝補償裝置后，可以降低安裝點前變壓器的有功損失，所以低壓補償對降低變壓器的有功損失效果最好。變壓器的有功損失包括鐵損和銅損兩部分，鐵損與一次側(cè)電壓的平方成正比，一次側(cè)電壓基本不變，所以鐵損可認(rèn)為是不變的有功損失；銅損與二次側(cè)電流的平方成正比，二次側(cè)電流是隨負(fù)載變化的，所以銅損可認(rèn)為是可變的有功損失。線損節(jié)電量變壓器銅損節(jié)電量線損降低率變壓器銅損降低率線損降低率與變壓器銅損降低率是相同的。用電企業(yè)的自然功率因數(shù)一般在 0.7 左右,功率因數(shù)從 0.7 提高到 0.95 以上線損降低率和變壓器的銅損降低率如下表:cos

25、j10.70.70.70.7cosj20.950.970.981線損降低率46%48%49%51%變壓器的銅損降低率46%48%49%51%其中：r 線路電阻,p 線路傳輸?shù)挠泄β?，kwt 設(shè)備運行時間，hul 線路線電壓，kvcosj1、cosj2 補償前、后的功率因數(shù)k 負(fù)荷系數(shù)（一班制 3.6；二班制1.8；三班制1.2）pk 變壓器銅損，kwt1 變壓器運行時間，ha 用戶變壓器二次側(cè)有功用電量s 變壓器額定容量，kva4.減少設(shè)備容量在保證有功負(fù)荷 p 不變的條件下，增加無功補償時，可以減少設(shè)備容量。這是因為 當(dāng)功率因數(shù)提高后,在輸送同樣的有功功率的情況下,上式的s 是負(fù)值,即可以

26、減少視在功率。5.改善電壓質(zhì)量在線路中電壓損失u的計算如下：（七）電網(wǎng)無功補償?shù)脑瓌t 對750（330）kv及以上網(wǎng)絡(luò)，由于線路輸送功率均小于自然功率，線路呈現(xiàn)容性，因此在750kv網(wǎng)絡(luò)中，除變壓器能消耗一部分容性無功外，整體上無功過剩，除發(fā)電機需高功率因數(shù)必要時進(jìn)相運行外，電網(wǎng)應(yīng)以配置感性無功補償設(shè)備為主，如電抗器。 對以架空線為主的220kv網(wǎng)絡(luò)，由于線路輸送功率均接近和等于有時甚至大于自然功率，線路隨輸送負(fù)荷的不同而呈現(xiàn)容性或感性，加上變壓器為感性元件，因此對網(wǎng)架不強的220kv網(wǎng)絡(luò)，一般大部分時間均呈感性，電網(wǎng)應(yīng)以容性補償為主。而對網(wǎng)架較強且峰谷差較大的220kv網(wǎng)絡(luò)，則電網(wǎng)在高峰負(fù)荷

27、時由于線路輸送負(fù)荷和變壓器通過潮流較大，線路和變壓器消耗無功都比較多，網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)感性，此時應(yīng)以容性無功補償（如電容器）為主，尤其在遠(yuǎn)離電源點的變電站；而在低谷負(fù)荷時，則由于線路輸送負(fù)荷和變壓器通過潮流較小，此時網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)容性，但由于電力負(fù)荷一般均為感性，只要調(diào)整發(fā)電機高功率因數(shù)運行，將220kv電壓偏高（因為220kv側(cè)往往是電源側(cè)）變電站的電容器退出，必要時控制220kv下網(wǎng)功率因數(shù)不高于0.9，一般均可解決；而對沖擊性負(fù)荷較大的電網(wǎng)，如軋鋼負(fù)荷，為減少沖擊負(fù)荷使電網(wǎng)電壓造成過大的波動，在沖擊負(fù)荷附近應(yīng)配置靜止補償器。 對110kv及以下電網(wǎng)，由于線路輸送負(fù)荷一般均大于自然功率，呈現(xiàn)感性，再加上

28、變壓器和負(fù)荷的感性特點，無論從調(diào)壓還是降損考慮，均應(yīng)以容性無功補償為主，尤其遠(yuǎn)離電源點的變電站和大用戶，應(yīng)在變電站集中裝設(shè)容量較大的電容器進(jìn)行集中補償，無功補償設(shè)備容量可按主變壓器容量的1030確定，并在主變壓器最大負(fù)荷時，其二次側(cè)的功率因數(shù)不小于下表中所示數(shù)值，或由電網(wǎng)供給的無功功率與有功功率比值不大于下表中所示數(shù)值。表：最大負(fù)荷時無功補償按功率因數(shù)或無功功率與有功功率比值的配置電壓等級（kv）22035110功率因數(shù)0.951.00.91.0無功功率/有功功率0.3300.480注：1.由發(fā)電廠直接供電的變電站，當(dāng)供電線路較短時，功率因數(shù)可取表中較低值，其他應(yīng)取較高值。2.若通過技術(shù)經(jīng)濟比

29、較合理時，功率因數(shù)可高于表中的上限值。 為了提高10（6）kv配電線路的功率因數(shù)，宜優(yōu)先在配電變壓器低壓電網(wǎng)配置帶自動投切裝置的并聯(lián)電容器，無功補償總?cè)萘恳话銥榕潆娮儔浩魅萘康?020；對配電網(wǎng)中分散的負(fù)荷區(qū)（如配電線、配電變壓器及用戶的用電設(shè)備等）也可采用分散補償。 分散補償包括分組補償和就地補償，是在集中補償不能保證電壓質(zhì)量的條件下采用。分組補償一般結(jié)合降低線路有功損耗用于單電源的長輻射線路或?qū)﹄妷阂筝^高的用戶變電所或變壓器，主要用于城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)等35kv以下網(wǎng)絡(luò)；就地補償是針對用戶用電設(shè)備如電動機等進(jìn)行的與設(shè)備一同運行的補償，分散補償從調(diào)壓和節(jié)能角度考慮，一般均以并聯(lián)電容器補償為主。（八

30、）低壓無功補償?shù)膸追N方式低壓無功補償是指在配電變壓器低壓400（380）伏網(wǎng)絡(luò)中安裝補償裝置，包括隨機補償、隨器補償、跟蹤補償幾種方式。 隨機補償：隨機補償就是將低壓電容器經(jīng)過熔斷器與電動機并接，通過控制，保護(hù)裝置與電動機同時投切。（原理及注意事項）隨器補償：隨器補償是將低壓電容器經(jīng)過熔斷器固定接在配電變壓器低壓側(cè)，以補償變壓器的勵磁及漏磁無功損耗。 跟蹤補償：跟蹤補償是指以無功補償投、切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組并接在大用戶400伏母線上。這種補償方式，相當(dāng)于隨器補償?shù)淖饔?。另選幾組低壓電容器作為手動或自動投切，隨時補償400伏網(wǎng)絡(luò)中變動的無功負(fù)荷。（總結(jié)：固定+變動）（九） 農(nóng)網(wǎng)

31、無功淺析 1. 農(nóng)網(wǎng)無功負(fù)荷淺析在我們現(xiàn)有10千伏送電系統(tǒng)中，往往是一條線路接有幾臺或十幾臺甚至二、三十臺容量大小不等的配電變壓器。由于用戶分散，變壓器容量又很小，75千伏安以下的變壓器占70%以上，而且多數(shù)變壓器每天有近15個小時接近空載運行，少數(shù)在額定容量的20%40%之間運行，每逢栽插或收割季節(jié)，會出現(xiàn)無功不平衡。在上述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下，原有農(nóng)網(wǎng)用戶中，10千伏線路送出端或配電，變壓器用戶均沒有配置補償裝置，致使10千伏送出端功率因數(shù)cosj 值很低。其主要原因是眾多的小容量配電變壓器時常在低負(fù)荷下運行，眾多配變的空載及漏磁損耗、家用電器的無功耗用迭加起來占據(jù)了10千伏線路送出的大量無功功率，

32、致使cosj 值達(dá)不到規(guī)定要求，線損也大大增加。2.幾種無功補償方式的優(yōu)劣比較 對于10千伏供電系統(tǒng)，在變電站10千伏母線上裝設(shè)集中補償方式的并聯(lián)電容器組，只能增大變壓器與10千伏母線之間及上一級電壓等級線路的功率因數(shù)，對10千伏母線上首端的功率因數(shù) cosj 值不能改變，線路上各配電變壓器所提供的無功功率仍需從這里送出，各送出線路上的線損不能降低。所以，對于10千伏供電系統(tǒng)的無功補償，最好選擇隨線路上配電變壓器裝設(shè)低壓無功補償裝置，進(jìn)行分散補償方式。這種方式易于根據(jù)無功負(fù)荷需要選擇補償容量，具有“哪里缺在哪里補，缺多少補多少”，都能把10千伏及其上一級電壓等級的線路線損降低一部分的特點，且補

33、償效果好，經(jīng)濟效益高。 在農(nóng)網(wǎng)10千伏線路上，“t”接變壓器一般較多，且變壓器“大馬拉小車”的現(xiàn)象極為普遍，多數(shù)時段接近于空載運行，10千伏線路首端的功率因數(shù)cosj值一般只有0.50.75。配電變壓器的供電范圍多以自然村為單位，一個村有一、兩個動力加工作坊和電灌站，在上述情況下宜采用隨器和隨機補償方式，即在變壓器低壓側(cè)按空載電流計算選擇并聯(lián)電容器補償，在加工作坊按電動機容量計算選擇并聯(lián)電容器補償。補償電容器采用手動投切方式，可大大降低投資。只有大范圍的無功分散補償，才能降低農(nóng)網(wǎng)線路的線損，降低農(nóng)村電價。 目前農(nóng)村用電特點的，一是“季節(jié)性強”，每年用電累計時間為12個月。二是“電動機單機容量大

34、”，一般為3080千伏安。三是由于用電時間短，不重視無功需量，都沒有裝設(shè)補償裝置。另外農(nóng)村眾多的排灌站同時投運，造成系統(tǒng)無功電量不平衡。這些排灌站應(yīng)根據(jù)電機容量計算選擇并聯(lián)電容器隨機補償，促進(jìn)無功就地平衡。3.補償裝置的測量接線 裝置測量點的接線，主要是補償裝置的電容器組和電流的引入點，特別是電流的引入點，在實際接線中往往被忽視。電容器組的引入點，是指電容器組的總進(jìn)線在被補償系統(tǒng)中的“t”接點；電流的引入點，是指補償裝置使用的電流互感器在被補償系統(tǒng)中的安裝點。正確的方法是：以負(fù)荷的供電電源為參考點，電流互感器的安裝點必須在電容器組的總進(jìn)線“t”接點和電源之間，即電流互感器測量的電流必須包含流過

35、電容器組的電流。否則，在電容器分組投、切狀態(tài)中，無功補償裝置測量顯示的有功、無功功率和cosj值都不會變化，造成無功補償裝置投、切效果無法判斷。二、電壓基礎(chǔ)知識（一）電壓基礎(chǔ)概念1.電壓是電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，直接影響著電網(wǎng)的經(jīng)濟運行水平線路、變壓器等元件的有功損耗p和無功損耗q與實際運行電壓u的平方成反比，即在輸送相同功率的情況下，電網(wǎng)運行電壓越低（強調(diào)u是加在元件兩端的電壓），p和q越大，單位電量的供電成本越高，電網(wǎng)的經(jīng)濟運行水平越低。2.電壓調(diào)整理論知識逆調(diào)壓：逆調(diào)壓就是當(dāng)中樞點供電至各負(fù)荷點的線路較長，且各點負(fù)荷變動較大，變化規(guī)律也大致相同時，在大負(fù)荷時采用提高中樞點電壓以抵償線路上

36、因最大負(fù)荷時增大的電壓損耗；而在小負(fù)荷時，則將中樞點電壓降低，以防止因負(fù)荷減少而使負(fù)荷點的電壓過高。這種中樞點的調(diào)壓方式即為逆調(diào)壓方式。順調(diào)壓：順調(diào)壓方式就是在最大負(fù)荷時允許中樞點電壓低一些（但不得低于線路額定電壓的102.5）；最小負(fù)荷時允許中樞點電壓高一些（但不得高于額定電壓的107.5）。一般當(dāng)負(fù)荷變動甚小，線路電壓損耗小，或用戶處于允許電壓偏移較大的農(nóng)業(yè)電網(wǎng)時，才可采用順調(diào)壓方式。同樣當(dāng)無功調(diào)整手段不足而不得已情況時，也可采用這種方式，但一般應(yīng)避免采用。恒調(diào)壓：如果負(fù)荷變動較小，線路上的電壓損耗也較小，則只要把中樞點的電壓保持在較線路額定電壓高25的數(shù)值，即不必隨負(fù)荷變化來調(diào)整中樞點電

37、壓即可保證負(fù)荷點的電壓質(zhì)量，這種調(diào)壓方式就稱為恒調(diào)壓或常調(diào)壓。電壓計算常用公式u1與u2的向量差du稱作線路的電壓降落。調(diào)壓的原理：由上式可知改變：p、q、r、x、tk，從而改變電壓差。調(diào)整電壓與降低網(wǎng)損的關(guān)系：調(diào)整電壓，在輸送功率不變的情況下，改變了設(shè)備上流過的電流值，從而改變了線路上的損耗。但不是電壓升高就一定經(jīng)濟運行。（二）電壓調(diào)整技術(shù)從上圖的“簡單電源負(fù)荷電壓調(diào)整原理解釋圖”中我們可以得到上述的表達(dá)式，通過對表達(dá)式中各量值的分析，我們可以明確電壓調(diào)節(jié)主要方法有：1.發(fā)電機調(diào)壓發(fā)電機調(diào)壓是一種不需要耗費投資而且最直接的調(diào)壓手段。調(diào)壓措施中應(yīng)首先考慮，發(fā)電機可在95-105%額定電壓范圍內(nèi)

38、保持以額定功率運行?？煽紤]多發(fā)無功、少發(fā)無功、進(jìn)相運行。在發(fā)電機不經(jīng)升壓直接用發(fā)電機電壓向用戶供電的中小系統(tǒng)中，供電線路不長，線路的電壓損耗不大，一般可借調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁，改變其母線電壓，使之實現(xiàn)順調(diào)壓以滿足對電壓質(zhì)量的要求。在發(fā)電機經(jīng)多級變壓向負(fù)荷供電時，僅借發(fā)電機調(diào)壓往往不能滿足負(fù)荷對電壓質(zhì)量的要求。因此要求調(diào)壓的發(fā)電廠必須要有相當(dāng)充裕的無功容量儲備，對于目前電網(wǎng)負(fù)荷增長的趨勢來看，單純依靠發(fā)電廠多發(fā)無功進(jìn)行調(diào)壓是不能滿足要求的，此外單一電廠無功功率的增大，會影響到電網(wǎng)中其他無功電源點至負(fù)荷點無功功率的重新分配，這樣可能同功率的經(jīng)濟分配發(fā)生矛盾，所以在大型電力系統(tǒng)中發(fā)電機調(diào)壓一般只作為一種輔

39、助性的調(diào)壓措施。2.變壓器調(diào)壓雙繞組變壓器的高壓繞組，三繞組變壓器的高、中壓繞組往往有若干分接頭可供選擇，改變變壓器的變比調(diào)壓實際上就是根據(jù)調(diào)壓要求適當(dāng)選擇變壓器的分接頭3.改變無功分布調(diào)壓補償前： 補償后：無功功率的產(chǎn)生基本上不消耗能源，但是無功功率沿著電網(wǎng)傳送卻要引起有功功率損耗和電壓損耗，合理的配置無功功率補償容量，以改變電網(wǎng)的無功潮流分布，可以減少電網(wǎng)的有功功率損耗和電壓損耗，從而改善用戶端的電壓質(zhì)量。因此做到無功功率的就地優(yōu)化補償對提高電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平有著重要的意義。4.改變元件電阻電抗調(diào)壓改變前前： 補償后：或者 或者日常我們經(jīng)常接觸到的調(diào)壓方式則是： 采用變壓器的有載調(diào)壓，通過切

40、換變壓器分接頭來進(jìn)行調(diào)壓的。有載調(diào)壓適用于長線路供電、負(fù)荷變動較大的情況。它的調(diào)壓范圍比較大，而且可以隨時調(diào)整，不影響供電，容易滿足電力用戶對電壓偏差的要求。 對于長距離大負(fù)荷供電線路，在變電站端調(diào)壓無法滿足要求的情況下，我們通常采用“改變線路無功功率分布”的方式進(jìn)行調(diào)壓，實際運行中的做法：按照負(fù)荷側(cè)功率加裝一定容量的容性無功補償設(shè)備。 對線路運行電壓和功率因數(shù)要求較高的線路，為了保證調(diào)壓和無功補償及時性的要求，我們通常采用“線路無功電壓自動調(diào)節(jié)裝置”進(jìn)行控制。（三）變電站無功電壓綜合控制原理1.分區(qū)調(diào)節(jié)原理在變電站中，功率因數(shù)和母線電壓有一個允許的范圍，根據(jù)這個范圍可以對電壓和無功進(jìn)行分區(qū)控

41、制。以變電站進(jìn)線端功率因數(shù)cosj為橫坐標(biāo)，二次側(cè)母線電壓u2為縱坐標(biāo)，劃分為9個區(qū)域，如下圖所示，其中“0”區(qū)間是滿足要求的理想?yún)^(qū)間，不需要任何調(diào)節(jié)，其它各個區(qū)域的運行參數(shù)都不滿足條件，必須根據(jù)各個區(qū)間的實際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，使運行狀態(tài)盡可能地處于“0”區(qū)間。2.各區(qū)調(diào)節(jié)情況1區(qū)間：電壓偏低、無功不足，則先投入補償電容器，再往下調(diào)節(jié)變壓器分接頭。2區(qū)間：電壓偏低、功率因數(shù)滿足要求，則只要往下調(diào)節(jié)變壓器分接頭即可。若變壓器已無法調(diào)節(jié)時電壓仍低于下限，則強行投入補償電容器。 3區(qū)間：電壓偏低、而功率因數(shù)超前，即無功倒送入電網(wǎng)，則首先應(yīng)切除部分補償電容器，再往下調(diào)節(jié)變壓器分接頭。4區(qū)間：電壓滿足要求、

42、而功率因數(shù)偏低，則只要投入補償電容器組即可。5區(qū)間：電壓滿足要求、而功率因數(shù)超前，則只要切除部分電容器組即可。 6區(qū)間：電壓偏高、無功不足，則首先應(yīng)往上調(diào)節(jié)變壓器分接頭，使電壓下降（以免電能質(zhì)量變壞），再投入補償電容器組。 7區(qū)間：電壓偏高、功率因數(shù)滿足要求，則只要往上調(diào)節(jié)變壓器分接頭即可。若變壓器已無法調(diào)節(jié)時電壓仍高于上限，則強行切除部分補償電容器組。 8區(qū)間：電壓偏高，而功率因數(shù)超前，則首先切除部分補償電容器組，再往下調(diào)節(jié)變壓器分接頭。（四）調(diào)度調(diào)壓4.1、電壓的運行管理4.1.1 電壓是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。電壓質(zhì)量對保證電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行、客戶安全生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量以及電氣設(shè)備的安

43、全與壽命，均有重要影響。蘭州地調(diào)應(yīng)按調(diào)度管理范圍，在電網(wǎng)內(nèi)設(shè)置電壓監(jiān)測點，并報省調(diào)備案。4.1.2 為保證電網(wǎng)供電電壓便于監(jiān)視和調(diào)整，指定電網(wǎng)中各樞紐變電站母線為電網(wǎng)電壓監(jiān)測點4.1.3 變電站一次設(shè)備的工作電壓不得超過額定電壓的10%。變電站各級母線電壓允許波動范圍：110kv：112118 kv35kv：3538.5 kv10kv：1010.7 kv6kv： 66.4 kv4.1.4 地調(diào)應(yīng)編制管轄范圍內(nèi)電壓控制點電壓曲線，由調(diào)度、變電站、集控站負(fù)責(zé)監(jiān)視和調(diào)整。4.1.5 變電站、集控站根據(jù)給定的電壓曲線，對母線電壓進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)整，使其符合規(guī)定的數(shù)值。當(dāng)母線電壓超過允許偏差范圍時，變電站、

44、集控站值班人員應(yīng)不待調(diào)令，調(diào)整電壓使其恢復(fù)到允許偏差范圍內(nèi)。若調(diào)壓手段和能力已經(jīng)用盡，控制點母線電壓仍超過允許電壓偏差范圍時，地調(diào)應(yīng)申請省調(diào)調(diào)度員配合調(diào)整電壓。無調(diào)節(jié)能力和手段的變電站當(dāng)電壓超過允許偏差時，值班人員應(yīng)立即報告地調(diào)調(diào)度員。4.1.6 電網(wǎng)內(nèi)各變電站主變壓器分接開關(guān)位置由地調(diào)統(tǒng)一管理。主變無載分接開關(guān)應(yīng)按地調(diào)整定通知單進(jìn)行調(diào)整。值班調(diào)度員應(yīng)經(jīng)常監(jiān)視系統(tǒng)監(jiān)測點電壓，當(dāng)其超出允許的偏差范圍時，應(yīng)積極采取措施，確保系統(tǒng)電壓符合規(guī)定。4.1.7 集控站值班員應(yīng)及時調(diào)整所轄變電站母線電壓和無功補償設(shè)備。電容器的投退應(yīng)首先滿足調(diào)整母線電壓的需要，在滿足母線電壓合格的前提下，再考慮盡可能提高電容

45、器的投入率（在母線電壓偏高時，先調(diào)整變壓器有載分接開關(guān)，后調(diào)整電容器投入量；在母線偏低時，先調(diào)整電容器投入量，后調(diào)整變壓器有載分接開關(guān)）。4.1.8 自動調(diào)壓裝置、無功補償安全自動裝置、無功補償自動投入裝置、電壓無功綜合控制裝置運行時閉鎖遠(yuǎn)方遙控操作。4.1.9 自動調(diào)壓裝置、電壓無功綜合控制裝置以及無功補償自動裝置退出運行時，變電站、集控站應(yīng)按要求進(jìn)行手動調(diào)壓。電容器投退操作要按照電容器投切規(guī)定中的要求進(jìn)行。調(diào)壓裝置的投退應(yīng)向調(diào)度匯報。4.1.10 調(diào)整電壓的主要方法有：4.1.10.1 利用有載變壓器調(diào)節(jié)。4.1.10.2 利用自動調(diào)壓裝置、無功補償安全自動裝置、無功補償自動投入裝置、電壓

46、無功綜合控制裝置調(diào)節(jié)。4.1.10.3 投入和切除并聯(lián)電容器或電抗器。4.1.10.4 改變變電站負(fù)荷分配。4.1.10.5 必要時可改變系統(tǒng)接線和運行方式，但應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)安全運行。4.1.10.6 調(diào)整無載變壓器分接頭。4.1.10.7 局部地區(qū)為防止電壓崩潰可限制部分負(fù)荷以提高電壓。4.1.11 各監(jiān)測點電壓不得超出允許的偏差范圍，當(dāng)?shù)陀跇O限值時，為了防止系統(tǒng)電壓崩潰，值班調(diào)度員應(yīng)按省調(diào)值班調(diào)度員調(diào)令，采取措施保持電壓。4.2、電壓異常的處理4.2.1 為保證電能質(zhì)量，在電網(wǎng)正常運行方式下，變電站各級母線電壓應(yīng)在地調(diào)規(guī)定的范圍內(nèi)運行。4.2.2 當(dāng)電網(wǎng)運行電壓超過正常允許范圍時，變電站、

47、集控站（中心）值班人員可不待調(diào)度指令，自行調(diào)整有載變壓器分接開關(guān)及無功補償電容器，以使電壓恢復(fù)正常。無調(diào)壓手段的變電站應(yīng)立即向地調(diào)匯報，按調(diào)度指令進(jìn)行處理。4.2.3 當(dāng)電網(wǎng)電壓波動超過規(guī)定范圍而地調(diào)無法進(jìn)行調(diào)整時，地調(diào)應(yīng)立即向省調(diào)匯報，按省調(diào)指令進(jìn)行處理。4.2.4 因電網(wǎng)發(fā)生事故而造成電壓異常時，調(diào)度員、變電站、集控站（中心）值班員應(yīng)冷靜分析造成電壓異常的原因，再采取正確處理方法。在采用調(diào)壓手段無法恢復(fù)電壓時也可采用限制部分負(fù)荷方法，限負(fù)荷原則上應(yīng)在電壓最低地區(qū)執(zhí)行。并聯(lián)電容器無功補償?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟效益 一、無功補償經(jīng)濟當(dāng)量所謂無功補償經(jīng)濟當(dāng)量，就是無功補償后，當(dāng)電網(wǎng)輸送的無功功率減少1千乏時

48、，使電網(wǎng)有功功率損耗低的千瓦數(shù)。眾所周知，線路的有功功率損耗值如下式 式中：pl線路有功功率損耗，kwp線路傳輸?shù)挠泄β?，kwq線路傳輸?shù)臒o功功率，kvaru線路電壓，kvr線路電阻，ws線路的視在功率，kvaplp線路傳輸有功功率產(chǎn)生的損耗，kwplq線路傳輸無功功率產(chǎn)生的損耗，kw裝設(shè)并聯(lián)電容器無功補償裝置后，使傳輸?shù)臒o功功率減少qb時，則有功率損耗為：因此減少的有功功率損耗為： 按無功補償經(jīng)濟當(dāng)量的定義，則 式中：為單位無功功率通過線路電阻引起的有功損耗值；為無功功率的相對降低值，即補償度。由上式可見，當(dāng)qbq，即無功補償?shù)娜萘勘染€路原來傳輸?shù)臒o功功率小很多時，cb=2cy,無功補償使

49、線路損耗減少的效果顯著，無功補償經(jīng)濟當(dāng)量大，而當(dāng)qbq時，cbcy,說明補償容量大時，減少有功損耗的作用變小，即補償裝置使功率因數(shù)提高后的經(jīng)濟效益降低。實際情況中，無功補償經(jīng)濟當(dāng)量由用電單位確定，無詳細(xì)資料時，可按圖2-1和表2-1確定。圖2-1 確定系統(tǒng)無功補償經(jīng)濟當(dāng)量的接線圖表2-1 各類供電方式的無功經(jīng)濟當(dāng)量（kw/kvar）功率因數(shù)供 電 方 式cbcbcb0.750.0860.130.080.80.0760.120.070.90.0620.090.06例如在i處安裝1000千乏并聯(lián)電容器裝置，該處在功率因數(shù)為0.9時，無功經(jīng)濟當(dāng)量為0.062千瓦/千乏，則每小時可節(jié)電62度，全年按實

50、際運行4000小時計算，可節(jié)電24.8萬度，每度電成本按0.4元計算，全年節(jié)電價值為99200元，安裝電容器費用（包括配套設(shè)備）按35元/千乏計算，約需投資3.5萬元。僅此一項四個多月便可收回投資。二、最佳功率因數(shù)的確定1.設(shè)系統(tǒng)輸送的有功功率為p1，無功功率為q1，相應(yīng)的視在功率為s1，其功率三角形如圖2-2。圖2-2 有功功率不變時，無功補償功率三角形安裝無功補償容量qc后，輸送的無功功率降為q2，在維持有功功率不變時， （2-3）令 （2-4）按（2-4）式，對應(yīng)于每一cosj1值，以cosj2為縱座標(biāo)，b為橫座標(biāo)，可繪出一組cosj2b曲線，如圖2-3。如cosj1=，cosj2=1時

51、，則p=qc。圖2-3 cosj2b曲線由圖2-3可見，當(dāng)cosj20.96時，曲線趨于平緩，即隨qc容量增加，cosj2增加緩慢，如從cosj1=0.7曲線中可查得，由cosj2=0.7提高到cosj2=0.96時，相對提高37%，b值為0.70；而cosj2再從0.96提高到1時，相對提高4.16%，b值需相應(yīng)增大0.3，因此cosj2越接近于1，無功補償容量qc越大，投資高，但效益愈小。這與上節(jié)所述補償容量愈大時，對減少有功功率損耗的作用愈小的結(jié)論一致。由圖2-3可查得，要求從cosj1=0.6，0.7，0.8 補償?shù)絚osj2=0.90，0.95和1時，b=如表2-2。表2-2 從不同

52、的cosj1補償?shù)讲煌腸osj2時的b值cosj2 cosj10.60.70.80.900.820.530.250.9510.690.421.001.30.960.75由以上分析可得： 用戶功率因數(shù)cosj2提高到1是不經(jīng)濟和不適宜的； 最佳的cosj2值與負(fù)荷的供電方式有關(guān)，需根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較確定； 補償后cosj2值一般不宜超過0.96，因此能源部規(guī)定電費按功率因數(shù)的獎懲制度，由過去“不封頂”改在0.95封頂（即cosj2超過0.95時不再另行增加獎勵）是合適的。而且如后面所述，無功倒送會造成系統(tǒng)不穩(wěn)定和出現(xiàn)諧振等問題。2按提高功率因數(shù)確定補償容量按提高功率因數(shù)確定補償容量的方法簡便明確

53、，為國內(nèi)外所通用。根據(jù)功率補償圖中功率之間的向量關(guān)系，可求出無功補償容量 qc，式中p最大負(fù)荷的平均有功功率，kwtgj1，tgj2補償前后功率因數(shù)角的正切值cosj1，cosj2補償前后功率因數(shù)值例 1某 工廠最大負(fù)荷月的平均有功功率為 200kw，功率因數(shù) cosj1=0.6，擬將功率因數(shù)提高到0.9，問需要裝設(shè)電容器組的總?cè)萘繎?yīng)該是多少?解:需要裝設(shè)電容器的總?cè)萘繛?三、安裝并聯(lián)電容器改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量當(dāng)集中電力負(fù)荷直接從電力線路受電時，典型接線和向量圖如圖2-4。圖2-4 由電力線路集中供電的接線和向量圖線路電壓降u的簡化計算如式（2-5）。沒有無功補償裝置時，線路電壓降為u1： （2-5）式中：p、q分別為負(fù)荷有功和無功功率；r、x分別為線路等值電阻和電抗；u為線路額定電壓。安裝無功補償裝置qc后，線