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10kv无功补偿 摘自——《电力系统分析和设计》 摘要 改善工业企业用电的功率因数是提高用电效率、节约电能的重要手段。本文通过理论分析和应用实例说明了工业企业无功补偿的意义和作用，并针对目前工业企业供用电系统存在的问题，提出了改进意见和措施。 1 引言 在工业企业中，绝大多数的用电设备属于感性负荷，这些设备在运行中要吸收大量的无功功率。无功功率的增加使供电系统的功率因数降低，从而出现系统电压下降、电气设备得不到充分利用、增加线路损耗以及降低供电设备的供电能力等情况。因而就地进行无功补偿、提高功率因数对降损节能有着极为重要的意义。 2 补偿方式的选择 无功补偿分为集中补偿、分散补偿和就地补偿三种。集中补偿，即在高、低压配电所内设置若干组电容器，电容器接在配电母线上，补偿该配电所供电范围内的无功功率，并使总功率因数达到规定值以上。这种补偿方式只能补偿高、低压母线之前线路上的无功功率，它们相当于把无功功率源移到用电企业的配电所，使用户对供电系统要求的无功功率有所减少，达到供电部门所要求的功率因数。而它们对配电母线以下的企业内部的变压器和线路的无功功率不能起到补偿作用，仍有大量的无功功率在企业内部线路上流动并产生损耗。分散补偿是将电容器组分别安装在各个车间的配电盘处，这种安装方式可以使配电变压器以及变电所至车间的线路都可以由于无功负荷的减少而获得补偿效果。就地补偿是把无功补偿器直接接在异步电动机旁或进线端子上。集中补偿方式所用电容器组的容量较分组补偿或就地补偿要小，它的利用率则更高，缺点是对变、配电所各馈线并未得到补偿，仅减轻了电网的无功负荷。分散补偿方式中的电容器组的利用率比就地补偿高，因此总需要量较就地补偿要小，是一种经济合理的补偿方式。无功补偿应遵循“全面规划，合理w
布局，分级补偿，就地平衡;集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；调压与降损相结合，以降损为主”的原则。 3 补偿容量的确定 在电力网中无功功率的消耗是很大的，大约50 %的无功功率消耗在输、变、设备上，50 %消耗在电力用户上。为了减少无功功率消耗，就必须减少无功功率在电网里的流动。最好的办法从用户开始增加无功补偿，提高用户负荷的功率因数，这样可以减少发电机无功出力和减少输、变、配电设备中的无功电力消耗，从而达到降低损耗的目的。补偿的无功功率容量Qc为 ??11Qc?Pav??1??1? 22cos?2??cos?1式中Pav—最大负荷日平均有功功率；cos?1—未装设补偿装置前的功率因数实测值；cos?2—装设补偿装置后所达到的功率因数值。 4 无功补偿装置的作用 可以根据负荷变化情况决定采用静态还是动态补偿方式。当负荷变化较为平稳时，应采用静态补偿方式，这不仅能较好地降低线路损耗，而且投资少;当负荷变化较大时，应采用动态补偿方式，稳定电压。 4.1 降低线损 设在某一额定电压下，有功功率恒定不变，由于功率因数变化，其线路损耗变化率ΔP %为 ?cos?12?P%??1?()??100% cos??2? 从表4.1中可以看出提高功率因数对于降低电能损耗，提高经济效益具有十分重要的作用。 w
表4.1 功率因数与有功损耗百分率的对应数据 若在恒定有功功率条件下，原有的功率因数cos?1为0.60，补偿后的功率因数cos?2为1，0时，其线损率降低ΔΡ%为64 %。采用动态补偿装置，将电力电容器分组跟踪补偿，则可由原来不同的功率因数稳定在所规定的功率因数范围内，达到充分补偿的目的。 4.2 线路、变压器的增容 线路、变压器的增容量ΔS 为 ?cos?1?S?S??1?? cos??2?加设补偿装置后，可提高功率因数，对企业的直接功率因数经济效益是明显的。因为国家电价制度中，从合理利用能源出发，依据企业的功率因数值来调整电价高低。这种补偿装置对企业和整个电力系统的经济运行都有着重大的经济效。 4.3 改善电压质量 改善电压质量是指装设动态无功补偿装置前后，作用在补偿地点的线路电压稍有提高。 U?U1?U2tg?2x?100%? Q1R?tg?1x式中tg?1—未装设补偿装置前?1角的正切； tg?2—装设补偿装置后?2角的正切； R 、x —线路的电阻、电抗。