前言 《
國家電網(wǎng)公司農(nóng)網(wǎng)“十一五電壓質(zhì)量和無功電力規(guī)劃綱要》提出，綱要指導(dǎo)思想為：以公司“新農(nóng)村、新電力、新服務(wù)農(nóng)電發(fā)展戰(zhàn)略為指導(dǎo)，以安全、質(zhì)量、效益為核心，堅持科技進(jìn)步，全面提高農(nóng)網(wǎng)電壓無功綜合管理水平，持續(xù)改善供電質(zhì)量，降低電能損耗，為社會主義新農(nóng)村建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、可靠的電力供應(yīng)。切實達(dá)到《國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理規(guī)定》的“
無功補償配制應(yīng)按照分散就地補償與
變電站集中補償相結(jié)合，以分散為主;
高壓補償與低壓補償相結(jié)合，以低壓為主;調(diào)壓與降損相結(jié)合，以降損為主”的要求。
無功補償?shù)脑碓诮涣麟娐分?，由電源供給負(fù)載的電
功率有兩種;一種是
有功功率，一種是
無功功率。有功功率是保持用電設(shè)備正常運行所需的電功率，是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量(機械能、光能、熱能)的電功率。
無功功率比較抽象，它是電路內(nèi)電場與磁場的交換，在
電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊７彩怯须姶啪€圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。
無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動機械運動，電動機的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。
變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒有無功功率，電動機就不會轉(zhuǎn)動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。
(打個比方，農(nóng)村修水利需要開挖土方運土，運土?xí)r用竹筐裝滿土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是無功功率，竹筐并不是沒用，沒有竹筐泥土怎么能運到堤上?)
在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運行。
但是從發(fā)電機和高壓輸電線供給的無功功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了負(fù)荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些
無功補償裝置來補充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。
無功補償是把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。這樣，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的
無功功率補償。
采用無功補償可以收到以下效果：
1) 根據(jù)用電設(shè)備的
功率因數(shù)，可測算輸電線路的電能損失。通過現(xiàn)場
技術(shù)改造，可使低于標(biāo)準(zhǔn)要求的功率因數(shù)達(dá)標(biāo)，實現(xiàn)節(jié)電目的。
2) 采用無功補償技術(shù)，提高低壓電網(wǎng)和用電設(shè)備的功率因數(shù)，已成為節(jié)電工作的一項重要措施。
3) 無功補償，它就是借助于
無功補償設(shè)備提供必要的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量，穩(wěn)定設(shè)備運行。
4) 減少電力損失，一般工廠動力配線依據(jù)不同的線路及負(fù)載情況，其電力損耗約2%--3%左右，使用電容提高功率因數(shù)后，總電流降低，可降低供電端與用電端的電力損失。
5) 改善供電品質(zhì)，提高功率因數(shù)，減少負(fù)載總電流及電壓降。于變壓器二次側(cè)加裝電容可改善功率因數(shù)提高二次側(cè)電壓。
6) 延長設(shè)備壽命。 改善功率因數(shù)后線路總電流減少，使接近或已經(jīng)飽和的變壓器、開關(guān)等機器設(shè)備和線路容量負(fù)荷降低，因此可以降低溫升增加壽命(溫度每降低10°C，壽命可延長1倍)
7) 最終滿足電力系統(tǒng)對無功補償?shù)谋O(jiān)測要求，消除因為功率因數(shù)過低而產(chǎn)生的罰款。
8) 無功補償可以改善電能質(zhì)量、降低電能損耗、挖掘發(fā)供電設(shè)備潛力、無功補償減少用戶電費支出，是一項投資少，收效快的節(jié)能措施。
9) 無功補償技術(shù)對用電單位的低壓
配電網(wǎng)的影響以及提高功率因數(shù)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，確定無功功率的補償容量，確保補償技術(shù)經(jīng)濟(jì)、合理、安全可靠，達(dá)到節(jié)約電能的目的
無功補償?shù)暮侠砼渲迷瓌t 從電力網(wǎng)無功功率消耗的基本狀況可以看出，各級網(wǎng)絡(luò)和輸配電設(shè)備都要消耗一定數(shù)量的無功功率，尤以低壓配電網(wǎng)所占比重最大。為了最大限度地減少無功功率的傳輸損耗，提
高輸配電設(shè)備的效率，無功補償設(shè)備的配置，應(yīng)按照“分級補償，就地平衡”的原則，合理布局。
1) 總體平衡與局部平衡相結(jié)合，以局部為主。
2) 電力部門補償與用戶補償相結(jié)合。
在配電網(wǎng)絡(luò)中，用戶消耗的無功功率占50%～60%，其余的無功功率消耗在配電網(wǎng)中。為了減少無功功率在網(wǎng)絡(luò)中的輸送，要盡可能地實現(xiàn)就地補償，就地平衡，所以必須由電力部門和用戶共同進(jìn)行補償。
3) 分散補償與集中補償相結(jié)合，以分散為主。
集中補償，是在變電所集中裝設(shè)較大容量的補償電容器。分散補償，指在配電網(wǎng)絡(luò)中分散的負(fù)荷區(qū)，如配電線路，配電變壓器和用戶的用電設(shè)備等進(jìn)行的無功補償。集中補償，主要是補償主變壓器本身的無功損耗，以及減少變電所以上輸電線路的無功電力，從而降低供電網(wǎng)絡(luò)的無功損耗。但不能降低配電網(wǎng)絡(luò)的無功損耗。因為用戶需要的無功通過變電所以下的配電線路向負(fù)荷端輸送。所以為了有效地降低線損，必須做到無功功率在哪里發(fā)生，就應(yīng)在哪里補償。所以，中、低壓配電網(wǎng)應(yīng)以分散補償為主。
4) 功補償?shù)脑瓌t。
提高用電單位的自然功率因數(shù),應(yīng)該遵循：全面規(guī)劃,合理布局,分級補償,就地平衡;集中補償與分散補償相結(jié)合,以分散補償主;高壓補償與低壓補償相結(jié)合,以低壓補償為主;調(diào)壓與降損相結(jié)合，以降損為主的原則.
影響功率因數(shù)的主要因素功率因數(shù)的產(chǎn)生主要是因為交流用電設(shè)備在其工作過程中，除消耗有功功率外，還需要無功功率。當(dāng)有功功率P一定時，如減少無功功率Q，則功率因數(shù)便能夠提高。在極端情況下，當(dāng)Q=0時，則其力率=1。因此提高功率因數(shù)問題的實質(zhì)就是減少用電設(shè)備的無功功率需要量。
1. 異步電動機和電力變壓器是耗用無功功率的主要設(shè)備
異步電動機的定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙是決定異步電動機需要較多無功的主要因素。而異步電動機所耗用的無功功率是由其空載時的無功功率和一定負(fù)載下無功功率增加值兩部分所組成。所以要改善異步電動機的功率因數(shù)就要防止電動機的空載運行并盡可能提高負(fù)載率。變壓器消耗無功的主要成份是它的空載無功功率，它和負(fù)載率的大小無關(guān)。因而，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應(yīng)空載運行或長其處于低負(fù)載運行狀態(tài)。
2. 供電電壓超出規(guī)定范圍也會對功率因數(shù)造成很大的影響
當(dāng)供電電壓高于額定值的10%時，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，當(dāng)供電電壓為額定值的110%時，一般工廠的無功將增加35%左右。當(dāng)供電電壓低于額定值時，無功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會影響電氣設(shè)備的正常工作。所以，應(yīng)當(dāng)采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。
3. 電網(wǎng)頻率的波動也會對異步電機和變壓器的磁化無功功率造成一定的影響
4. 以上影響電力系統(tǒng)功率因數(shù)的一些主要因素，因此必須要尋求一些行之有效的、能夠使低壓電力網(wǎng)功率因數(shù)提高的一些
實用方法，使低壓網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)無功的就地平衡，達(dá)到降損節(jié)能的效果。
低壓配電網(wǎng)無功補償?shù)姆椒?提高功率因數(shù)的主要方法是采用
低壓無功補償技術(shù)，我們通常采用的方法主要有三種：隨機補償、隨器補償、跟蹤補償。
1. 隨機補償
隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護(hù)裝置與電機，同時投切。隨機補償適用于補償電動機的無功消耗，以補勵磁無功為主，此種方式可較好地限制用電單位無功負(fù)荷。
隨機補償?shù)膬?yōu)點：用電設(shè)備運行時，無功補償投入，用電設(shè)備停運時，補償設(shè)備也退出，而且不需頻繁調(diào)整補償容量。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活，維護(hù)簡單、事故率低等。
2. 隨器補償
隨器補償是指將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器二次側(cè)，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。配變在輕載或空載時的無功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配變空載無功是用電單位無功負(fù)荷的主要部分，對于輕負(fù)載的配變而言，這部分損耗占供電量的比例很大，從而導(dǎo)致電費單價的增加。
隨器補償?shù)膬?yōu)點：接線簡單、維護(hù)管理方便、能有效地補償配變空載無功，限制農(nóng)網(wǎng)無功基荷，使該部分無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低無功網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前補償無功最有效的手段之一。
3. 跟蹤補償
跟蹤補償是指以無功補償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組補償在大用戶0.4kv母線上的補償方式。適用于100kVA以上的專用配變用戶，可以替代隨機、隨器兩種補償方式，補償效果好。
跟蹤補償?shù)膬?yōu)點是運行方式靈活，運行維護(hù)工作量小，比前兩種補償方式壽命相對延長、運行更可靠。應(yīng)優(yōu)先選用跟蹤補償方式。
高壓配電網(wǎng)無功補償
1. 為提高10kV配電線路的供電可靠性和供電可靠率，使電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)。通過城、農(nóng)網(wǎng)的建設(shè)與改造工作，對10kV配電線路加裝無功補償裝置系統(tǒng)，能使配電網(wǎng)供電能力和客戶端電壓質(zhì)量明顯改善、供電可靠性顯著提高。
2. 國家電力公司下發(fā)關(guān)于電力行業(yè)創(chuàng)一流的文件中，要求10kV功率因數(shù)不小于0.9，線損不大于5%，及電壓質(zhì)量和無功補償?shù)倪\行管理等內(nèi)容，其主要解決的問題關(guān)鍵之一，是在10kV線路中投入一定的電容器，采用固定或自動相結(jié)合的投入方式實現(xiàn)無功補償。如果在一條供電線路中投入固定的電容器組，一般是按線路低負(fù)荷進(jìn)行計算，而自動補償量是在線路滿負(fù)荷時計算出來的值，一條線路有固定和自動補償兩種方式相互配合，即可達(dá)到理想的效果。
3. 無功補償?shù)脑瓌t是就地平衡，根據(jù)農(nóng)網(wǎng)配電線路的實際情況比較復(fù)雜，不可能是統(tǒng)一模式，所以要采用分散和集中、固定和自動相結(jié)合的方法，分三步進(jìn)行：一是變電所內(nèi)按主變壓器容量的15%左右安裝固定補償電容器組。二是在線路負(fù)荷中心或某處按低負(fù)荷時的無功需求量安裝固定補償電容器組。三是在線路負(fù)荷中心的上側(cè)安裝自動補償電容器組。
4. 對于農(nóng)網(wǎng)主要使用的10 kV配網(wǎng)系統(tǒng)，完整的無功補償應(yīng)該包括變電站集中補償、10 kV線路補償和用戶端低壓補償，再加上隨機補償，即“3級補償+隨機補償”(“3+1”模式)。
經(jīng)驗估算：當(dāng)COSφ約在0.6~0.7時，可按饋路實際負(fù)荷的15%左右補償;或按無功缺口的2/3補償。
5. 考慮到兼顧降低線損、提高力率與電壓的效果，線路補償原則是通過在線路電桿上安裝電容器實行單點或多點電容器補償，單點補償?shù)攸c選在離線路首端2/3處，補償?shù)娜萘繎?yīng)為無功負(fù)荷的2/3;兩點補償分別裝設(shè)在距首端2/5和4/5處;若線路較長，負(fù)荷較大，實施固定補償與自動補償相結(jié)合、在線路上三點進(jìn)行分散補償：第一組裝設(shè)在該線路2/7處為固定補償;第二組為自動補償，裝設(shè)在該線路的4/7處，也是負(fù)荷較為集中地段;第三組為固定補償，裝設(shè)在該線路的6/7處;多點補償是采用分支線分段補償方式，對分支較大或線路較長負(fù)載自然功率因數(shù)低的線路進(jìn)行補償。根據(jù)農(nóng)村實際狀況，農(nóng)網(wǎng)線路補償?shù)难a償點不宜過多;控制方式應(yīng)從簡;保護(hù)方式可采用熔斷器和避雷器作為過電流和過電壓簡單保護(hù)。
6. 確定某一條配電線路的補償容量，應(yīng)根據(jù)該線路的平均無功負(fù)荷和最小無功負(fù)荷計算，當(dāng)線路的最小無功負(fù)荷小于平均無功負(fù)荷的2/3時，考慮到無功不應(yīng)倒送，可安裝固定的補償裝置，但應(yīng)按最小無功負(fù)荷確定補償容量。當(dāng)線路中有較大無功負(fù)荷點時，除應(yīng)考慮與線路始端的距離外，也應(yīng)考慮大的無功負(fù)荷點。實際裝設(shè)補償裝置每組以100～200 kvar為宜。
無功功率補償容量的選擇方法 無功補償容量以提高功率因數(shù)為主要目的時，補償容量的選擇分兩大類討論，即單負(fù)荷就地補償容量的選擇(主要指電動機)和多負(fù)荷補償容量的選擇(指集中和局部分組補償)。
1. 單負(fù)荷就地補償容量的選擇的幾種方法：
1) 美國資料推薦：Qc=(1/3)Pe [額定容量的1/3]
2) 日本方法：從電氣計算日文雜志中查到：1/4~1/2容量計算
3) 經(jīng)驗系數(shù)法：由于電機極數(shù)不同，按極數(shù)大小確定經(jīng)驗系數(shù)選擇容量 比較接近實際需要的電容器，采用這種方法一般在70%負(fù)荷時，補后功率因數(shù)可在0.95～0.97 之間 。
經(jīng)驗系數(shù)表：
電機類型 一般電機 起重電機 冶金電機
極數(shù) 2 4 6 8 10 8 10
補償容量(kvar/kw) 0.2 0.2～0.25 0.25～0.3 0.35～0.4 0.5 0.6 0.75
電機容量大時選下限，小時選上限 ;電壓高時選下限，小時選上限。
4) Qc=P[ - ]
實際測試比較準(zhǔn)確方法此法適用于任何一般感性負(fù)荷需要精確補償?shù)木偷匮a償容量的計算。
5) 如果測試比較麻煩，可以按下式
Qc≤ UeIo×10-3 (kvar)
Io-空載電流=2Ie(1-COSφe ) 瑞典電氣公司推薦公式
6) 按電動機額定數(shù)據(jù)計算：
Q= k(1- cos2φe )3UeIe×10-3 (kvar)
K為與電動機極數(shù)有關(guān)的一個系數(shù)
極數(shù)： 2 4 6 8 10
K值： 0.7 0.8 0.85 0.9
2. 多負(fù)荷補償容量的選擇：
1) 對已生產(chǎn)企業(yè)欲提高功率因數(shù)，其補償容量Qc按下式選擇：
Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm
式中：Km為最大負(fù)荷月時有功功率消耗量，由有功電能表讀得;Kj為補償容量計算系數(shù)，可取0.8～0.9;Tm為企業(yè)的月工作小時數(shù);tgφ1、tgφ2意義同前，tgφ1由有功和無功電能表讀數(shù)求得。
2) 對處于設(shè)計階段的企業(yè)，無功補償容量Qc按下式選擇：
Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)
式中Kn為年平均有功負(fù)荷系數(shù)，一般取0.7～0.75;Pn為企業(yè)有功功率之和;tgφ1、tgφ2意義同前。tgφ1根據(jù)企業(yè)負(fù)荷性質(zhì)查手冊近似取值，也可用加權(quán)平均功率因數(shù)求得cosφ1。
多負(fù)荷的集中補償電容器安裝簡單，運行可靠、利用率較高。因此這種方法選擇的容量，對于低壓來說最好采用電容器組動態(tài)控制補償，即根據(jù)負(fù)荷大小動態(tài)投入無功補償容量的多少。
無功補償?shù)男б?在現(xiàn)代用電企業(yè)中，在數(shù)量眾多、容量大小不等的感性設(shè)備連接于電力系統(tǒng)中，以致電網(wǎng)傳輸功率除有功功率外，還需無功功率。如自然平均功率因數(shù)在0.70～0.85之間。企業(yè)消耗電網(wǎng)的無功功率約占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因數(shù)提高到0.95左右，則無功消耗只占有功消耗的30%左右。由于減少了電網(wǎng)無功功率的輸入，會給用電企業(yè)帶來效益。
1. 節(jié)省企業(yè)電費開支。提高功率因數(shù)對企業(yè)的直接經(jīng)濟(jì)效益是明顯的，因為國家電價制度中，從合理利用有限電能出發(fā)，對不同企業(yè)的功率因數(shù)規(guī)定了要求達(dá)到的不同數(shù)值，低于規(guī)定的數(shù)值，需要多收電費，高于規(guī)定數(shù)值，可相應(yīng)地減少電費?？梢?，提高功率因數(shù)對企業(yè)有著重要的經(jīng)濟(jì)意義。
2. 提高設(shè)備的利用率。對于原有供電設(shè)備來講，在同樣有功功率下，因功率因數(shù)的提高，負(fù)荷電流減少，因此向負(fù)荷傳送功率所經(jīng)過的變壓器、開關(guān)和導(dǎo)線等供配電設(shè)備都增加了功率儲備，從而滿足了負(fù)荷增長的需要;如果原網(wǎng)絡(luò)已趨于過載，由于功率因數(shù)的提高，輸送無功電流的減少，使系統(tǒng)不致于過載運行，從而發(fā)揮原有設(shè)備的潛力;對尚處于設(shè)計階段的新建企業(yè)來說則能降低設(shè)備容量，減少投資費用，在一定條件下，改善后的功率因數(shù)可以使所選變壓器容量降低。因此，使用無功補償不但減少初次投資費用，而且減少了運行后的基本電費。
3. 降低系統(tǒng)的能耗。補償前后線路傳送的有功功率不變，P= UICOSφ，由于COSφ提高，補償后的電壓U2稍大于補償前電壓U1,為分析問題方便，可認(rèn)為U2≈U1從而導(dǎo)出I1COSφ1=I2COSφ2。
即:I1/I2= COSφ2/ COSφ1,這樣線損 P減少的百分?jǐn)?shù)為：
ΔP%= (1-I22/I12)×100%=(1- COS2φ1/ COS2φ2) × 100%
當(dāng)功率因數(shù)從0.70～0.85提高到0.95時，由(2)式可求得有功損耗將降低20%～45%。
4. 改善電壓質(zhì)量。以線路末端只有一個集中負(fù)荷為例，假設(shè)線路電阻和電抗為R、X,有功和無功為P、Q,則電壓損失ΔU為：
△U=(PR+QX)/Ue×10-3(kV) 兩部分損失：PR/ Ue→輸送有功負(fù)荷P產(chǎn)生的;QX/Ue→輸送無功負(fù)荷Q產(chǎn)生的;
配電線路：X=(2～4)R，△U大部分為輸送無功負(fù)荷Q產(chǎn)生的
變壓器：X=(5～10)R，QX/Ue=(5～10) PR/ Ue 變壓器△U幾乎全為輸送無功負(fù)荷Q產(chǎn)生的?？梢钥闯觯魷p少無功功率Q,則有利于線路末端電壓的穩(wěn)定，有利于大電動機的起動。因此，無功補償能改善電壓質(zhì)量(一般電壓穩(wěn)定不宜超過3%)。對于無功補償應(yīng)用的主要目的是改善功率因數(shù)，減少線損，穩(wěn)定電壓。
5. 三相異步電動機通過就地補償后，由于電流的下降，功率因數(shù)的提高，從而增加了變壓器的容量，計算公式如下：
△S=P/ COSφ1×[( COSφ 2/ COSφ1)-1]
如一臺額定功率為155kW水泵的電機，補前功率因數(shù)為0.857，補償后功率因數(shù)為0.967，根據(jù)上面公式計算其增容量為：
(155÷0.857) ×[(0.967 ÷0.857)-1]=24kVA
例1：某供電企業(yè)給某淀粉廠加裝470 kvar低壓
動態(tài)補償電容柜，設(shè)定補償限值cosφ為0.95，小于限值則動態(tài)順序投入電容器組。如功率因數(shù)超前，向線路反送無功功率，則開始順序切除電容器，使功率因數(shù)在一個相對穩(wěn)定的區(qū)域保持動態(tài)平衡。試機時一次電流1050A，cosφ = 0.7，裝置動態(tài)投入400kvar后，功率因數(shù)接近到1，一次電流變?yōu)?50A，電流是補償前的電流的70%，即減少線路電流30%左右。
表1列出了補償前后參數(shù)的變化：
表 1 補償前后參數(shù)的變化
表 1 補償前后參數(shù)的變化
功率因數(shù)
負(fù)荷電流/A
計算值/A
有功電流
無功電流
補償前0.7
1050
735
746
補償后1.0
750
735
0
注：按現(xiàn)場控制盤儀表指示
例2：某供電企業(yè)給某造紙廠加裝500 kvar低壓
動態(tài)補償柜，補償前功率因數(shù)≤0.75，線路電流1300 A，動態(tài)補償?shù)焦β室驍?shù)為0.96后一次電流是1000 A，直觀減少線路電流25%左右。
根據(jù)電路原理，線路的損耗與負(fù)荷電流的平方成正比，線路電流大則損耗大，線路電流減小則線損減少，例1中，補償前電流為I，補償后電流大約為0.7×I，根據(jù)DP = 3I2R，所以補償后的線路損耗為補償前線路損耗值的49 %，線路損耗降低了大約51%左右。例2中線路補償后電流大約是補償前電流的0.77，所以補償后的線路損耗大概是補償前線路損耗的59%。
推算出補償前后功率因數(shù)的變化與線路損耗變化的關(guān)系：
表 2 補償前后線路損耗之比
表 2 補償前后線路損耗之比
補償前功率因數(shù)
補償后功率因數(shù)
0．85
0．90
0．95
1．00
0．85
1
0．80
0．80
0．72
0．80
0．88
0．79
0．70
0．64
0．75
0．78
0．69
0．63
0．56
0．70
0．68
0．60
0．54
0．49
按表2所示：例1功率因數(shù)從0.7提高到1，補償后的線路損耗為補償前線路損耗的49%;線路功率因數(shù)從0.75提高到0.95后，線路損耗為補償前的63%，降低線損效果明顯。
例3： 某市能源監(jiān)測中心于2006年4月24、29、30日對某氨綸股份有限公司B區(qū)制冷機、
空壓機電機進(jìn)行了電機補償裝置的安裝調(diào)試，從安裝后測試結(jié)果看，平均降低電流22-51(A)，電機功率因數(shù)提高到0.98，(見測試結(jié)果對比表)，減少了公司內(nèi)部低壓電網(wǎng)的消耗，從而達(dá)到了節(jié)電的目的。
測試結(jié)果對比表：
設(shè)備名稱
設(shè)備容量（kW）
補前功率因數(shù)COSφ1
補后功率因數(shù)COSφ2
電流下降△（A）
制冷壓縮機LM1-110M、B4
110
0.84
0.98
22
制冷壓縮機LM1-200M、B2
220
0.89
0.98
41
制冷壓縮機LM1-250MA1C1
250
0.86
0.98
51
制冷壓縮機2DLGS-K2、D2
250
0.89
0.986
49
制冷壓縮機2DLGS-K2、D5
250
0.89
0.98
48
空氣壓縮機20S-200A、D1
150
0.87
0.98
38
空氣壓縮機20S-200A、D2
150
0.86
0.978
36
空氣壓縮機20S-200A、D3
150
0.87
0.982
40
空氣壓縮機60A-160、B1
160
0.88
0.98
46
空氣壓縮機60A-160、B2
160
0.89
0.973
48
由于電流減少，變壓器的銅損及公司內(nèi)部的低壓損耗都降低。
配電系統(tǒng)電流下降率△I%=(1-0.87/0.98)×100%=11%;
配電系統(tǒng)損耗下降率 △P%=(1-0.872/0.982)×100%=11.2%
該公司B區(qū)制冷機、空壓機電動機補償?shù)目側(cè)萘繛?80千乏，電流平均總下降518(A),依據(jù)GB/T12497-1997中計算公式，安裝電動機補償裝置后，年可節(jié)電量=補償容量×無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量×年運行時間=780×0.04×24×300=224640kWh，節(jié)約價值11.2萬元，補償投資費用(包括設(shè)備的購置、安裝及現(xiàn)場調(diào)試)為：6.24萬元。(80元/千乏)
用戶低壓端無功補償裝置一般按照用戶無功負(fù)荷的變化動態(tài)投切補償電容器，達(dá)到動態(tài)控制的目的，可以做到不向高壓線路反送無功電能。在配電網(wǎng)中，若各用戶低壓側(cè)配置了足夠的無功補償裝置，則可使配電線路中的無功電流最小，也使配電線路的有功功率損耗最小，這是最理想的效果。另外，線路中的無功電流小，也使線路壓降減少，電壓波動減少。
智能低壓動態(tài)無功補償技術(shù) 電力電子技術(shù)、智能控制技術(shù)和信息通信技術(shù)的不斷發(fā)展，帶動了許多電力新技術(shù)、新設(shè)備的不斷出現(xiàn)，近年來隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的進(jìn)行，
智能無功補償技術(shù)在各地低壓配電網(wǎng)的公用配變被廣泛應(yīng)用，它集低壓無功補償、綜合配電監(jiān)測、配電臺區(qū)的線損計量、電壓合格率的考核、
諧波監(jiān)測等多種功能于一身;同時還充分考慮了與配電動態(tài)化系統(tǒng)的結(jié)合。
一、傳統(tǒng)的低壓無功補償設(shè)備的狀況:
1. 采集單一信號，采用三相電容器，三相共補
這種補償方式適用于負(fù)荷主要是三相負(fù)載(電動機)的場合，但如果當(dāng)前的負(fù)載主要為居民用戶，三相負(fù)荷很可能不平衡。那么各相無功需量也不同，采用這種補償方式會在不同程度上出現(xiàn)過補或欠補。
2. 投切開關(guān)多采用交流接觸器
其響應(yīng)速度較慢，在投切過程中會對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊涌流，使用壽命短。
3. 無功控制策略
控制物理量多為功率因數(shù)，投切方式為：循環(huán)投切。此策略沒有考慮電壓的平衡關(guān)系與區(qū)域的無功優(yōu)化。
4. 通常不具備配電監(jiān)測功能
二、智能動態(tài)無功補償設(shè)備狀況:
1. 補償方式
1) 固定補償與動態(tài)補償相結(jié)合
隨著社會的發(fā)展，負(fù)載類型越來越復(fù)雜，電網(wǎng)對無功要求也越來越高，因此單純的固定補償已經(jīng)不能滿足要求，新的動態(tài)無功補償技術(shù)能較好地適應(yīng)負(fù)載變化。
2) 三相共補與分相補償相結(jié)合
新的設(shè)備尤其是大量的電力電子、照明等家居設(shè)備，都是單相供電，電網(wǎng)中三相不平衡的情況越來越多，三相共補同投同切已無法解決三相不平衡的問題，而全部采用單相補償則投資較大。因此根據(jù)負(fù)載情況充分考慮經(jīng)濟(jì)性的共分結(jié)合方式在新的經(jīng)濟(jì)條件下日益廣泛應(yīng)用。
3) 穩(wěn)態(tài)補償與快速跟蹤補償相結(jié)合
穩(wěn)態(tài)補償與快速跟蹤補償相結(jié)合的補償方式是未來發(fā)展的一個趨勢。主要是針對大型的鋼鐵冶金等企業(yè)，工藝復(fù)雜、用電量大、負(fù)載變化快、波動大，充分有效地進(jìn)行無功補償，不僅可以提高功率因數(shù)、降損節(jié)能，而且可以充分挖掘設(shè)備的工作容量，充分發(fā)揮設(shè)備能力，提高工作效率，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益大。
, 2. 采用先進(jìn)的投切開關(guān)
目前采用的投切開關(guān)主要有以下幾種。
其特點是動態(tài)響應(yīng)快，在投切過程中對電網(wǎng)無沖擊、無涌流，壽命較長，目前運用比較普遍。
2) 機電一體化智能復(fù)合開關(guān)
該開關(guān)由交流接觸器和可控硅并聯(lián)運行，綜合兩種開關(guān)的優(yōu)點，既實現(xiàn)了快速投切，又降低了功耗。
3. 采用智能型無功控制策略
采集三相電壓、電流信號，跟蹤系統(tǒng)中無功的變化，以無功功率為控制物理量，以用戶設(shè)定的功率因數(shù)為投切參考限量，依據(jù)模糊控制理論智能選擇電容器組合，智能投切是針對星—角結(jié)合情況。電容投切控制采用智能控制理論，動態(tài)及時地投切
電容補償，補償無功功率容量。根據(jù)配電系統(tǒng)三相中每一相無功功率的大小智能選擇電容器組合，依據(jù)“取平補齊”的原則投入電網(wǎng)，實現(xiàn)電容器投切的智能控制，使補償精度高。
1) 科學(xué)的電壓限制條件
可設(shè)定的過、欠壓保護(hù)值，可設(shè)置諧波電壓保護(hù)，具缺相保護(hù)功能，以無功功率為投切門限值。
2) 可設(shè)置投切延時
延時時間可調(diào)(既可支持快速跟蹤無功補償，也可支持穩(wěn)態(tài)補償)，同組電容投切動作時間間隔可設(shè)置，對快速跟蹤補償可設(shè)置為零。
4. 集成綜合配電監(jiān)測功能
綜合配電監(jiān)測功能集配電變壓器電氣參數(shù)測量、記憶、通信于一體，是一套比較完整的配電運行參數(shù)測量機構(gòu)，是低壓配電電網(wǎng)中考核單元線損的理想手段。它能隨時為電網(wǎng)管理人員提供所需要的各類數(shù)據(jù)，是為電網(wǎng)的安全運行和經(jīng)濟(jì)運行提供可靠的管理依據(jù)，是配電電網(wǎng)動態(tài)化系統(tǒng)的基本組成部分。主要功能如下：
?實時監(jiān)測配變?nèi)鄶?shù)據(jù)：電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率(2～25次諧波);
?累計數(shù)據(jù)記錄、整點數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計數(shù)據(jù)記錄功能，累計計量有功、無功電量;
?查詢統(tǒng)計分析功能并根據(jù)輸入條件生成各種報表、曲線、棒圖。
一般都配有相關(guān)的后臺處理軟件，大多數(shù)可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多機操作與數(shù)據(jù)共享。
5. 集成電壓監(jiān)測功能
根據(jù)電壓檢測儀標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行采樣與數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理，便于用戶考核電壓合格率，可用于電壓監(jiān)測考核。
6. 集成在線諧波監(jiān)測功能
監(jiān)測終端采用DSP作為CPU，應(yīng)用FFT快速傅立葉算法，可精確計算測量出電壓、電流、功率因數(shù)、有功及無功電量等配電參數(shù)，還可以分析2～25次諧波，從而實現(xiàn)在線的諧波監(jiān)測功能，該數(shù)據(jù)可根據(jù)用戶要求在后臺軟件上進(jìn)行分析處理。
7. 通信
監(jiān)控終端充分地考慮了設(shè)備的可持續(xù)性使用，采用標(biāo)準(zhǔn)的RS232、RS485接口，可根據(jù)用戶要求特殊配置Modem、現(xiàn)場總線(Profibus)等,與配網(wǎng)動態(tài)化系統(tǒng)有機結(jié)合。具體通信方式有以下幾種，或是其一或是多種方式的結(jié)合。
手工抄表：有線、無線等多種抄表方式。
直接通信：與配電動態(tài)化系統(tǒng)接口，為用戶提供了多種解決方案以適應(yīng)不同的配網(wǎng)動態(tài)化系統(tǒng)與子站或主站的直接通信。
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