浅谈电网中无功功率补偿

发布时间：2022-03-13 15:54:17 浏览数：次

(内蒙古电力有限责任公司呼和浩特供电局，内蒙古呼和浩特 010000) 
摘要：文章集中探讨了无功功率的特点和种类及补偿作用，介绍了影响功率因数的主要因素和提高功率因数的几种措施，这对供电企业和广大用电用户是十分有益的。
关键词：电网；无功功率补偿；无功功率 
中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2009)22—0112—01

为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的“无功”并不是“ 无用”的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已。在工矿企业中，不少电动机负荷率低，经常处于轻载或空载状态，功率因数普遍不高，浪费能源，因此对异步电动机采用无功功率补偿以提高功率因数，节约电能，减少运行费用，提高电能质量，符合我国节约能源的国策，同时亦给企业带来经济效益，亦符合科学发展观。在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其公式为：
cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2 ，
在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，而且是功率因数越大越好，功率因数大可以更好地提高电能输送的功率。 
1 影响功率因数的主要因素
1.1 大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。 
1.2 变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。
1.3 供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。当供电电压高于额定值的1 0％时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。 
2 采取适当措施，设法提高系统功率因数

提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。
2.1 合理使用电动机。
2.2 提高异步电动机的检修质量。
2.3 采用同步电动机，对于恒速长期运行的大型机构设备可以采用同步电动机作为动力。 
2.4 合理选择配变容量，改善配变的运行方式：对负载率比较低的配变，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。 
3 无功功率补偿的种类和特点

无功补偿的合理配置原则：从电网无功功率消耗的基本情况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率传输损耗，提高输配电设备的运行效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局，其主要有以下几种种类:
3.1 集中补偿。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，补偿供电范围内的无功功率。
3.2 单独就地补偿，将电容器装于箱内，放置在电动机附近，对其单独补偿。
3.3 电力部门补偿与用户补偿相结合，在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%～60 %，其余的无功功率消耗在配电网中。
3.4 分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。集中补偿，是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿，指在配电网络中分散的负荷区，通过这种补偿方式，有效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿。所以，中、低压配电网应以分散补偿为主。
4 无功功率补偿的作用
4.1 改善功率因数及相应地减少电费。根据国家水电部，物价局颁布的“功率因数调整电费办法”规定三种功率因数标准值，相应减少电费：①高压供电的用电单位，功率因数为0. 9以上。②低压供电的用电单位，功率因数为0.85以上。③低压供电的农业用户，功率因数为0.8以上。根据“办法”，补偿后的功率因数以分别不超出0.95、0.94、0.92为宜。
4.2 降低系统的能耗。功率因数的提高，能减少线路损耗及变压器的铜耗。 
4.3 减少了线路的压降。由于线路传送电流小了，系统的线路电压损失相应减小，有利于系统电压的稳定，有利于大电机启动。
4.4 增加了供电功率，减少了用电贴费。对于原有供电设备来讲，同样的有功功率下，cosφ提高，负荷电流减小，因此向负荷传输功率所经过的变压器、开关、导线等配电设备都增加了功率储备，发挥了设备的潜力。对于新建项目来说，降低了变压器容量，减少了投资费用，同时也减少了运行后的基本电费。 
［参考文献］
［1］丁书文，黄训诚，胡启宙变电站综合自动化原理及应用［M］北京：中国电力出版社，2003.
［2］范锡普发电厂电气部分［M］北京：水利电力出版社，1990.
［3］张滨生变电运行与检修1000问［M］北京：中国电力出版社，2003. 
［4］陈家斌变电运行与管理技术［M］北京：中国电力出版社，2005.

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