(1)補(bǔ)償無功功率,可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)

 

    (2)減少發(fā),供電設(shè)備的設(shè)計(jì)容量,減少投資,例如當(dāng)功率因數(shù)cosΦ=0.8增加到cos4=0.95時(shí),裝1Kvar電容器可節(jié)省設(shè)備容量0.52KW;反之,增加0.52KW.對原有設(shè)備而言,相當(dāng)于增大了發(fā),供電設(shè)備容量.因此,對新建,改建工程.應(yīng)充分考慮無功補(bǔ)償,便可以減少設(shè)計(jì)容量,從而減少投資.

 

    (3)降低線損,由公式△P%=(1-cosΦ/cosΦ)X100%得出其中cosΦ為補(bǔ)償后的功率因數(shù),cosΦ為補(bǔ)償前的功率因數(shù)則

 

    cosΦ>cosΦ,所以提高功率因數(shù)后,線損率也下降了.減少設(shè)計(jì)容量,減少投資,增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例,以及降低線損都直接決定和影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益.所以,功率因數(shù)是考核經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo),規(guī)劃、實(shí)施無功補(bǔ)償勢在必行.

 

    3.無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t

 

    提高用電單位的自然功率因數(shù),無功補(bǔ)償分為集中補(bǔ)償,分散補(bǔ)償和隨機(jī)隨器補(bǔ)償,應(yīng)該遵循：全面規(guī)劃,合理布局,分級補(bǔ)償,就地平衡;集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合,以分散補(bǔ)償主;高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合,以低壓補(bǔ)償為主;調(diào)壓與降損相結(jié)合，以降損為主的原則.

 

    4.無功補(bǔ)償裝置的組合元件

 

    (1)低壓無功補(bǔ)償設(shè)備的組合元件

 

    ①無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器

 

    根據(jù)電網(wǎng)無功功率是否達(dá)到無功設(shè)定值來控制電力電容器的投入和切除,并且有過,欠電壓保護(hù)功能

 

    ②無觸點(diǎn)可控硅模塊或智能復(fù)合開關(guān)

 

    ③電容器(內(nèi)帶放電電阻)

 

    ④熔斷器

 

    ⑤電流互感器

 

    ⑥避雷器

 

    ⑦開關(guān)

 

    ⑧電抗器(對無觸點(diǎn)開關(guān)起到過電流保護(hù)作用;對防止電容器過電流也起到抑制作用)

 

    另外,還裝配監(jiān)視用的電壓表,電流表,功率因數(shù)表和信號(hào)指示燈等.

 

    無功補(bǔ)償是用來提高電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)損的有效措施之一，方法是給感性電路中的電感并聯(lián)電容器，使感性負(fù)荷所吸收的無功功率大部分有電容器提供。無功補(bǔ)償容量的確定有一般方法和優(yōu)化方法。本文簡略分析無功補(bǔ)償容量的經(jīng)典優(yōu)化法。

 

    1 補(bǔ)償容量優(yōu)化法

 

    無功補(bǔ)償容量的優(yōu)化法是：分別從網(wǎng)損最小、年運(yùn)行費(fèi)用最小、年支出費(fèi)用最小的觀點(diǎn)出發(fā)，求出最佳補(bǔ)償容量的算法。這些算法的特點(diǎn)是：求得所要求的量值的數(shù)學(xué)表達(dá)式，然后用求函數(shù)極值的方法，求得補(bǔ)償容量。是一些古典的求極值算法，故稱為經(jīng)典優(yōu)化法。

 

    1.1 按網(wǎng)損最小確定補(bǔ)償容量

 

    無功補(bǔ)償?shù)哪康氖墙祿p節(jié)能，因此，從網(wǎng)損最小的觀點(diǎn)出發(fā)來確定補(bǔ)償容量是很重要的。如圖1所示，該圖中各段時(shí)間內(nèi)的總無功負(fù)荷為Q，，Q：，…，Q。，假定網(wǎng)絡(luò)總補(bǔ)償容量為Q。，則全年的電能損耗和無功負(fù)荷的關(guān)系為：

 

    其中：△Pc是補(bǔ)償電容每Kvar的有功損耗(kW);T是年運(yùn)行時(shí)間(h);R是補(bǔ)償點(diǎn)至電源的等值電阻(Ω)。為使網(wǎng)損最小，可將網(wǎng)損△A對Qc微分，并命其為0，則其：

 

    這種算法比較簡單，但沒有計(jì)人補(bǔ)償電容所需要的費(fèi)用。該算法所能保證的只是網(wǎng)損最小，但如果考慮安裝補(bǔ)償電容的費(fèi)用，不一定是最經(jīng)濟(jì)的。

 

    1.2 按年運(yùn)行費(fèi)用最小確定補(bǔ)償容量

 

    年運(yùn)行費(fèi)用由兩部分組成：第1部分是加裝電容器后網(wǎng)絡(luò)損耗的電價(jià)，即F1=△A×β，△A是年電能損耗(kW.h)，β是有功電價(jià)[元/(kW.h)]第2部分是補(bǔ)償裝置的年運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用，即F2=KaKcQc，其中Kc是裝設(shè)單位補(bǔ)償容量的綜合投資(元/Kvar)，Ka是補(bǔ)償裝置的維護(hù)費(fèi)用率(%)。年運(yùn)行費(fèi)用F=F1十F2=△A ×β十KaKcQc，將△A值代人。為使F最小，將F對Qc微分并命其為0，得：

 

    1.3 按年支出費(fèi)用最小確定補(bǔ)償容量

 

    年支出費(fèi)用是指同時(shí)考慮年運(yùn)行費(fèi)和投資的回收。設(shè)投資每元錢的回收率為Ke%，年支出費(fèi)用為：Z=F+KeKcQc，其中F是年運(yùn)行費(fèi)用;Ke是投資每元錢的回收率。該式采用直線平均法，將電容補(bǔ)償的總投資平均分?jǐn)傇诟鱾€(gè)年度。為使年支出費(fèi)用最小，將Z對Qc微分并令其為0，從而可求得：

 

    上述3種方法的基本思想和計(jì)算公式的形式很相似，但其所計(jì)及的因數(shù)和獲得的經(jīng)濟(jì)效益卻各不相同，所以其適應(yīng)的范圍也因此而異。通過分析，可見;第1種方法的補(bǔ)償量和投資均是最大的;第2種方法的補(bǔ)償量和投資皆居中;第3種方法的補(bǔ)償量最小，因此其所用的投資也最小。

 

    2 分支線路中補(bǔ)償容量的最佳分配

 

    在此仍然采用經(jīng)典優(yōu)化法。首先求出線路的總損耗△p的表達(dá)式，為了使總損耗最小，將△p對分支的補(bǔ)償容量Qci微分并令其為o，便可求得各分支的最佳補(bǔ)償容量Qci。

 

    2.1 輻射分支線路中的補(bǔ)償容量的最佳分配

 

    圖2所示的輻射式分支網(wǎng)絡(luò)中，若其共有n個(gè)分支，則裝置的總?cè)萘縌c在各個(gè)分支中應(yīng)該進(jìn)行合理分配?？倱p耗表達(dá)式為：

 

    將△p對Qci微分并令其為0，得：

 

    (Q-Qci)Ri=(Q-Qc)R

 

    其中：Q是網(wǎng)絡(luò)總無功負(fù)荷;Qc是補(bǔ)償總?cè)萘?只是全網(wǎng)等值電阻。從該式可得：

 

    這說明：在輻射分支網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)無功總負(fù)荷Q、總補(bǔ)償容量Qc及各分支無功Qi為已知的條件下，各分支的補(bǔ)償容量Qci只取決于全網(wǎng)等效電阻尺和各個(gè)分支電阻Ri。

 

    2.2 非純輻射分支線路中的補(bǔ)償容量的最佳分配

 

    典型的非純輻射電網(wǎng)如圖3所示，如果要在第i個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，則要對第i一1個(gè)節(jié)點(diǎn)和i個(gè)節(jié)點(diǎn)的情況聯(lián)合考慮。如果第i一1個(gè)節(jié)點(diǎn)和i個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的無功容量為Qi-1，而節(jié)點(diǎn)i一1和i之間的總補(bǔ)償容量為Qci-1，i，則兩者可分別視為節(jié)點(diǎn)i之后的總無功需求量和總補(bǔ)償容量。如此可套用上式，得：

 

    其中：Q是第i個(gè)分支的無功負(fù)荷(Kvar)，R∑i是第i個(gè)節(jié)點(diǎn)后網(wǎng)絡(luò)的等效電阻(Ω)，Ri是第i個(gè)分支的電阻(Ω)，而且

 

    3 其 他

 

    用經(jīng)典優(yōu)化法，還可計(jì)算負(fù)荷沿線分布時(shí)最佳補(bǔ)償點(diǎn)的位置和容量配置。其中負(fù)荷沿線分布的情況有：均勻分布、遞增分布、遞減分布、等腰分布等。補(bǔ)償方式有單點(diǎn)補(bǔ)償、兩點(diǎn)補(bǔ)償和n點(diǎn)補(bǔ)償。當(dāng)無功負(fù)荷非均勻分布時(shí)，補(bǔ)償容量用相對分析法來確定。該方法通過引入阻值系數(shù)，將非均勻分布負(fù)荷化為求解均勻負(fù)荷分布的問題，然后用疊加原理，將多電源供點(diǎn)的問題化為單電源供電問題來求解。在此，由于篇幅有限，只能提到而已。

 

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