我們知道電力網(wǎng)在運(yùn)行時(shí)，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。但是長距離輸送無功電力，會(huì)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(jì)運(yùn)行，而且也影響產(chǎn)品的質(zhì)量。為此我們需要進(jìn)行無功補(bǔ)償治理，補(bǔ)償過程中還需要考慮很多問題，想要做到效益的最佳化，這就要求我們在補(bǔ)償過程中必須遵守一定的原則、方法，做到科學(xué)合理的補(bǔ)償，才能收到事半功倍的效果。

無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t：①全面規(guī)劃，合理布局，分級補(bǔ)償，就地平衡；②根據(jù)補(bǔ)償原則，確定無功補(bǔ)償容量。

 

②根據(jù)補(bǔ)償原則，確定無功補(bǔ)償容量

按照前文的基本原則，根據(jù)無功在電力系統(tǒng)中的去向，確定幾種主要的補(bǔ)償方式及其容量。

1）變電站高壓集中補(bǔ)償：

這種補(bǔ)償是在變電站10(6)kV母線上集中裝設(shè)高壓并聯(lián)電容器組，用以補(bǔ)償主變的空載無功損耗和線路漏補(bǔ)的無功功率。目前，在農(nóng)網(wǎng)上，除了大宗用戶外，一般縣局基本上采用這種補(bǔ)償。

案例一：若縣變電站在未進(jìn)行人工補(bǔ)償以前cosφ=0.85，根據(jù)功率因數(shù)(0.85)調(diào)整電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，每月罰款為月總電費(fèi)的2.5%，經(jīng)過各站裝設(shè)了電容器補(bǔ)償后，平均cosφ=0.9，每月電費(fèi)減少0.5%，一年下來，功率因數(shù)獎(jiǎng)電費(fèi)約為60萬元，為企業(yè)增加了效益。

2）隨線補(bǔ)償：

將電容器分散安裝在高壓配電線路上，主要補(bǔ)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(bǔ)償容量一般遵循"三分之二"原則，即補(bǔ)償容量為無功負(fù)荷的三分之二，而電壓降為DU=(PR+QX)/Ue。

案例二：一條10kV線路，長為5km，導(dǎo)線型號LGJ-70，其中g(shù)=0.46W/km，X0=0.411Ω/km，所帶負(fù)荷200+j150，在線路末端補(bǔ)償QC=100kvar，求線路損耗和電壓降。

①求線路上的損耗：

　　補(bǔ)償前：△P1=3×I2R=3×(2002+1502)/102×5×0.46=4313W。

　　補(bǔ)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。

②求電壓降：

　　補(bǔ)償前：△U=(PR+QX)/U=(200×0.46×5+150×0.411×5)/10=77V。

　　補(bǔ)償后：△U=(PR+QX)/U=[200×0.46×5+(150-100)×0.411×5]/10=56V。

所以補(bǔ)償后電壓由9.92kV提高到9.94kV，改善了電壓質(zhì)量。

3）隨器補(bǔ)償：

將電容器安裝在配電變壓器低壓側(cè)，主要補(bǔ)償配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(fù)載率較低，輕載或空載時(shí)，無功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵(lì)磁無功，因此配變無功補(bǔ)償容量不易超過其空載無功，否則，在配變接近空載時(shí)可能造成過補(bǔ)償，所以應(yīng)按式Qb≤I0%Se/100(其中：I0%是空載電流百分?jǐn)?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(bǔ)償，因其負(fù)荷率高，補(bǔ)償時(shí)應(yīng)從提高變壓器出力的角度考慮。

案例三：若縣良種場有一臺變壓器Se=80kVA，cosφ=0.8，帶一抽水用電動(dòng)機(jī)Pe=75kW，P=Se×cosφ=80×0.8=64kW<75kW，可見變壓器處于超載運(yùn)行，若提高cosφ的方法提高變壓器出力，設(shè)擬增cosφ=0.95，則P=0.95×80=76kW>75kW，由公式Qb=P×tgφ可知，應(yīng)補(bǔ)償無功Qb=25kvar。

4） 隨電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償：

將電容器直接并聯(lián)在電動(dòng)機(jī)上，用以補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)的無功消耗。據(jù)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)，縣級農(nóng)網(wǎng)中約有60%的無功功率消耗在電動(dòng)機(jī)上，因此，搞好電動(dòng)機(jī)的無功補(bǔ)償，使其無功就地平衡，既能減少配電線路的損耗，同時(shí)還可以提高電動(dòng)機(jī)的出力。一般對7.5kW以上電動(dòng)機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，確定容量應(yīng)按QC≤3UeI0。另外，對于排灌所帶機(jī)械負(fù)荷較大的電動(dòng)機(jī)，補(bǔ)償容量可適當(dāng)加大，大于電動(dòng)機(jī)的空載無功，但要小于額定無功負(fù)荷，即Q0≤QC≤Qe。

案例四：若涉縣自來水公司，一條線路長1km，導(dǎo)線型號LGJ-70，其中g(shù)=0.46W/km，X0=0.411Ω/km，帶一抽水用電動(dòng)機(jī)Pe=95kW，實(shí)用負(fù)荷為100+j60，由于長期超載，在電動(dòng)機(jī)上補(bǔ)償無功QC=30kvar，求補(bǔ)償前后線路的損耗和電動(dòng)機(jī)的出力。

　　視在功率S=(1002+602)1/2=116.26kVA

　　①求線路上的損耗

　　補(bǔ)償前：△P1=3×I2R=(1002+602)/0.382×1×0.46=43.32kW。

　　補(bǔ)償后：△P1=3×I2R=[1002+(60-30)2]/0.382×1×0.46=34.72kW。

　　△P1-△P2=43.32-34.72=8.6kW，則一年少損失電量8.6×24×365=75.33MWh。

　　②求電動(dòng)機(jī)出力

　　補(bǔ)償前：PN=95kW<100kW，電動(dòng)機(jī)處于超載運(yùn)行。

　　補(bǔ)償后：PN=112kW>95kW，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行正常，提高了電動(dòng)機(jī)的出力。

5）低壓集中補(bǔ)償：

在低壓母線上裝設(shè)自動(dòng)投切的并聯(lián)電容器成套裝置主要補(bǔ)償變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(bǔ)償不宜過大，否則變壓器輕載或空載運(yùn)行時(shí)，將造成過補(bǔ)償，補(bǔ)償容量應(yīng)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(tgφ1-tgφ2)，其中tgφ1、tgφ2是補(bǔ)償前后功率因數(shù)角的正切值。

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