無功就地補(bǔ)償技術(shù)

1、無功就地補(bǔ)償技術(shù)        電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動機(jī)、變壓器等，大部分屬于感性負(fù)荷，在運(yùn)行過程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補(bǔ)償設(shè)備以后，可以提供感性電抗所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，這就是無功補(bǔ)償。無功補(bǔ)償可以提高功率因數(shù)，是一項(xiàng)投資少，收效快的降損節(jié)能措施。     電網(wǎng)中常用的無功補(bǔ)償方式包括：集中補(bǔ)償：在高低壓配電線

2、路中安裝并聯(lián)電容器組；分組補(bǔ)償：在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器；單臺電動機(jī)就地補(bǔ)償：在單臺電動機(jī)處安裝并聯(lián)電容器等。    加裝無功補(bǔ)償設(shè)備，不僅可使功率消耗減小，功率因數(shù)提高，還可以充分挖掘設(shè)備輸送功率的潛力。     確定無功補(bǔ)償容量時，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：在輕負(fù)荷時要避免過補(bǔ)償，倒送無功造成功率損耗增加，也是不>' target='_blank' class='infotextkey'>經(jīng)濟(jì)的。功率因數(shù)越高，每千乏補(bǔ)償容量減少損耗的作用將變小，通常情況下，將功

3、率因數(shù)提高到0.95就是合理補(bǔ)償。    無功補(bǔ)償具有顯著優(yōu)點(diǎn)：    改善電能質(zhì)量     電網(wǎng)中無功補(bǔ)償設(shè)備的合理配置，與電網(wǎng)的供電電壓質(zhì)量關(guān)系十分密切。合理安裝補(bǔ)償設(shè)備可以改善電壓質(zhì)量。     負(fù)荷(P+JQ)電壓損失U簡化計算如下：     U=(PR+QX)/U(1)     式中U-線路額定電壓，kV P-輸送的有功功率，kW Q-輸送的無功功率，kvar R-線路電阻， X-線路電抗，  &

4、#160;  安裝補(bǔ)償設(shè)備容量Qc后，線路電壓降為U1，計算如下：     U1=PR(QQc)X/U(2)     很明顯，U1U，即安裝補(bǔ)償電容后電壓損失減小了。由式(1)、(2)可得出接入無功補(bǔ)償容量Qc后電壓升高計算如下：     U-U1=QcX/U(3)     由于越靠近線路末端，線路的電抗X越大，因此從(3)式可以看出，越靠近線路末端裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置效果越好。     降低電能損耗    

5、安裝無功補(bǔ)償主要是為了降損節(jié)能，如輸送的有功P為定值，加裝無功補(bǔ)償設(shè)備后功率因數(shù)     由cos提高到cos1，因?yàn)镻UIcos，負(fù)荷電流I與cos成反比，又由于PI2R，線路的有功損失與電流I的平方成正比。當(dāng)cos升高，負(fù)荷電流I降低，即電流I降低，線路有功損耗就成倍降低。反之當(dāng)負(fù)荷的功率因數(shù)從1降低到cos時，電網(wǎng)元件中功率損耗將增加的百分?jǐn)?shù)為PL%，計算如下：     PL%(1/cos2-1)·100%(4) 功率因數(shù)降低與功率損耗增加的百分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系如表1。 1   功率因數(shù)從1降低到左列數(shù)

6、值 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 電網(wǎng)元件中有功損耗增加百分?jǐn)?shù)PL% 11 23 38 56 78 104 136 功率因數(shù)提高對降低有功功率損耗的影響見表2。 表2 功率因數(shù)由右列數(shù)值提高到0.95 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 可變有功功率損耗降低的百分?jǐn)?shù) 60 53 46 38 29 20 10     挖掘發(fā)供電設(shè)備潛力     (1)在設(shè)備容量不變的條件下，由于提高了功率因數(shù)可以少送無功功率，因此可以多送有功功率。可多送的有功功率P計算如下：  &#

7、160;  P=P1-P=S(cos1-cos)(5)     (2)如需要的有功不變，則由于需要的無功減少，因此所需要的配變?nèi)萘恳蚕鄳?yīng)地減少S計算如下：     SS-S1P(1/cos-1/cos1)(6)     可以減少供電設(shè)備容量占原容量的百分比為S/S計算如下：     S/S=(cos1-cos)/cos1=(1-cos/cos1) (7)     (3)安裝無功補(bǔ)償設(shè)備，可使發(fā)電機(jī)多發(fā)有功功率。系統(tǒng)采取無功補(bǔ)償后，使無功

8、負(fù)荷降低，發(fā)電機(jī)就可少發(fā)無功，多發(fā)有功，充分達(dá)到銘牌出力。     減少用戶電費(fèi)支出     (1)可以避免因功率因數(shù)低于規(guī)定值而受罰。     (2)可以減少用戶內(nèi)部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗，因而相應(yīng)可以減少電費(fèi)的支出。     就三種補(bǔ)償方式而言，無功就地補(bǔ)償克服了集中補(bǔ)償和分組補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)，是一種較為完善的補(bǔ)償方式：    （1）因電容器與電動機(jī)直接并聯(lián)，同時投入或停用，可使無功不倒流，保證用戶功率因數(shù)始終處于滯后狀態(tài)，既有利于

9、用戶，也有利于電網(wǎng)。    （2）有利于降低電動機(jī)起動電流，減少接觸器的火花，提高控制電器工作的可靠性，延長電動機(jī)與控制 設(shè)備的使用壽命。    無功就地補(bǔ)償容量可以根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式確定：    Q  U I0式中：Q無功補(bǔ)償容量(kvar)U電動機(jī)的額定電壓(V) I0電動機(jī)空載電流(A) 但是無功就地補(bǔ)償也有其缺點(diǎn)：    (1)不能全面取代高壓集中補(bǔ)償和低壓分組補(bǔ)償：     眾所周知，無功補(bǔ)償按其安裝位置和接線方法可分為：高壓集

10、中補(bǔ)償、低壓分組補(bǔ)償和低壓就地補(bǔ)償。其中就地補(bǔ)償區(qū)域最大，效果也好。但它總的電容器安裝容量比其它兩種方式要大，電容器利用率也低。高壓集中補(bǔ)償和低壓分組補(bǔ)償?shù)碾娙萜魅萘肯鄬^小，利用率也高，且能補(bǔ)償變壓器自身的無功損耗。為此，這三種補(bǔ)償方式各有應(yīng)用范圍，應(yīng)結(jié)合實(shí)際確定使用場合，各司其職。     (2)大容量電力電子裝置，就地補(bǔ)償不恰當(dāng)：     隨著大型電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，尤其是采用大容量晶閘管電源供電后，致使電網(wǎng)波形畸變，諧波分量增大，功率因數(shù)降低。更由于此類負(fù)載經(jīng)常是快速變化，諧波次數(shù)增高，危及供電質(zhì)量，對通訊設(shè)備影響也很大，

11、所以此類負(fù)載采用就地補(bǔ)償是不安全，不恰當(dāng)?shù)摹?因?yàn)椋弘娏﹄娮友b置會產(chǎn)生高次諧波，在負(fù)載電感上有部分被抑制。但當(dāng)負(fù)載并聯(lián)電容器后，高次諧波可順利通過電容器，這就等效地增加了供電網(wǎng)絡(luò)中的諧波成分。由于諧波電流的存在，會增加電容器的負(fù)擔(dān)，容易造成電容器的過流、過熱，甚至損壞。電力電子裝置供電的負(fù)載如電弧爐、軋鋼機(jī)等具有沖擊性無功負(fù)載，這要求無功補(bǔ)償?shù)捻憫?yīng)速度要快，但并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方法是難以奏效。     (3)電動機(jī)起動頻繁或經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的場合，不宜采用就地補(bǔ)償：     異步電動機(jī)直接起動時，起動電流約為額定電流的47倍，即使采用降壓起動

12、措施，其起動電流也是額定電流的23倍。因此在電動機(jī)起動瞬間，與電動機(jī)并聯(lián)的電容器勢必流過浪涌沖擊電流，這對頻繁起動的場合，不僅增加線損，而且引起電容器過熱，降低使用壽命。     此外，對具有正反轉(zhuǎn)起動的場合，應(yīng)把補(bǔ)償電容器接到接觸器觸頭電源進(jìn)線側(cè)，這雖能使電容隨電動機(jī)的運(yùn)行而投入。但當(dāng)接觸器剛斷開時，電容器會向電動機(jī)繞組放電，引起電動機(jī)自激產(chǎn)生高電壓，這也有不妥之處。若將補(bǔ)償電容器接于電源側(cè)，當(dāng)電動機(jī)停運(yùn)時，電網(wǎng)仍向電容器供給電流，造成電容器負(fù)擔(dān)加重，產(chǎn)生不必要的損耗。 為此，對無功補(bǔ)償功率較大的電容器，如需接在電源進(jìn)線側(cè)，則應(yīng)對電容器另加控制開關(guān)，在電動機(jī)停運(yùn)時予以切除。     (4)就地補(bǔ)償?shù)碾娙萜鞑灰瞬捎闷胀娏﹄娙萜鳎?推廣就地補(bǔ)償技術(shù)時，不宜直接使用普通油浸紙質(zhì)電力電容器，因?yàn)槠渥杂δ芎懿睿褂弥锌赡墚a(chǎn)生永久性擊穿，甚至引起爆炸，危及人身安全。 電動機(jī)并聯(lián)電容器的就地補(bǔ)償，當(dāng)電動機(jī)停運(yùn)時，電容器會向繞組放電，放電電流會引起電動機(jī)自激產(chǎn)生高電壓。為保證電動機(jī)停運(yùn)時，電容器能可靠放電，應(yīng)