無功補(bǔ)償?shù)脑砑坝?jì)算

1、一：無功補(bǔ)償原理電熱器等當(dāng)電網(wǎng)電壓的波形為正弦波， 且電壓與電流同相位時(shí)，電阻性電氣設(shè)備如白熾燈、從電網(wǎng)上獲得的功率 P等于電壓U和電流I的乘積，即：P=ux I。電感性電氣設(shè)備如電動(dòng)機(jī)和變壓器等由于在運(yùn)行時(shí)需要建立磁場，此時(shí)所消耗的能量不能轉(zhuǎn)化為有功功率，故被稱為無功功率Q。此時(shí)電流滯后電壓一個(gè)角度6在選擇變配電設(shè)備時(shí)所根據(jù)的是視在功率 S,即有功功率和無功功率的矢量和：S = (P2 + Q2) 1/2無功功率為：有功功率與視在功率的比值為功率因數(shù)：cosf=P/S無功功率的傳輸加重了電網(wǎng)負(fù)荷，使電網(wǎng)損耗增加，系統(tǒng)電壓下降。故需對(duì)其進(jìn)行就近和就地補(bǔ)償。并聯(lián)電容器可補(bǔ)償或平衡電氣設(shè)備的感性無

2、功功率。當(dāng)容性無功功率QC等于感性無功功率QL時(shí)，電網(wǎng)只傳輸有功功率P。根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定，高壓用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.9以上，低壓用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.85以上。如果選擇電容器功率為Qc,則功率因數(shù)為：cosf= P/ (P2 + (QL- QC)2)1/2在實(shí)際工程中首先應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況和供電部門的要求確定補(bǔ)償后所需達(dá)到的功率因數(shù)值，然后再計(jì)算電容器的安裝容量：Qc = P(tanf1 - tanf2)=P (1/cos2f1-1)1/2-(1/cos2f2-1)1/2式中：Qc 電容器的安裝容量，kvarP一系統(tǒng)的有功功率，kWtanf1-補(bǔ)償前的功率因數(shù)角，cosf1-補(bǔ)償前的功率因數(shù)t

3、anf2-補(bǔ)償后的功率因數(shù)角，cosf2-補(bǔ)償后的功率因數(shù)采用查表法也可確定電容器的安裝容量。功率因數(shù)與補(bǔ)償容量查詢表補(bǔ)償前補(bǔ)償后功率因數(shù)目標(biāo)值及每 KW負(fù)荷所需電容器容量(KVar)功率因數(shù)值 cosf 10.700.800.820.840.860.880.900.920.940.960.981.00.500.0.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.719803081319243036445237224692869090.510.0.0.1.1.1.1.1.1.1.1.1.60.526793980409142026323948870.530.79147314541.60.54620.0.

4、0.1.1.1.1.1.1.1.430.550.899499051018212835441.6583570377010000.0.0.0.1.1.1.1.1.1.1.1.55485909500061117233039590.02470647871.5500.0.0.0.1.1.1.1.1.1.198086919601071316263591369531.760.0.0.0.0.1.1.151.1.76828792970309622319136953760.560.0.0.0.0.0.0.1.1.1.1.1.40.574673788388949905111827800.580.026706478

5、71.40.59420.0.0.0.0.0.1.1.1.1.420.600.697476849095010715231.4392490.2869009050.0.0.0.810.0.0.1.1.1.1.335657075286929704112060.5790.5192321.3310.0.0.770.0.0.1.1.1.3361677268288940007119130.0.536760.0.0.74790.0.0.1.1.586368038490970413357970100.610.0.0.0.0.0.0.0.0.1.1.1.20.622854606570758187930009990.

6、630.91369536761.20.64250.0.0.0.0.0.0.0.0.1.660.650.515662677278849097061.2216803620343330.0.0.0.0.0.0.0.0.0.1.120184853586469748087940310.35703970101.1150.0.0.0.0.0.0.0.0.0.694550556066717783909913581758980.0.0.0.0.0.0.0.0.0.4147525762687480879691 I3695367699 0 £Z9抄 0 PSP80 £乙£ 0 099乙

7、0 乙6乙匕 09£乙9L0 £8L0L00 GL9008Z000092009000-o-o00000ZO60698乙69P乙9Z69L9£9Z比9乙029L0L90ZO000,o,o00000209L9£969£L680乙£9990"%82£乙8LZ00806乙000,o,o000006Z080乙£乙6LL乙6L98Z09999969乙”ZG99乙029L0LZZO8000000000009Z06069869P乙Z969L9孫6£乙82£乙8L000-o-o%00009L9£

8、;909£L6OZL999乙”6LG9乙比9L28000,0-o9£000080££0乙0£08960EL99Z9L9孫9£%6乙£乙8L60000-o-o000009£L乙L80PL89P609ZZ9099竹辦ZGLG9乙比9Z0"9000-o-o00000憶iO6060698乙69P乙GZO乙68ZOZ乙999099P6£%6乙"乙2Z060000-o-o00000LZOL8LP90LP乙0L8ZL99699»辦ZG乙£LZ000-o-o000009L9

9、3;969£L6%9Z89乙99909抄0996乙02000-o-o000000001999乙P99乙0806"Z88ZVL99699廷£98乙£001000-o-o000000Z999乙P89乙08900106L889乙999L9處年900Z080000-o-o0000060690999乙P89乙0808908£6%LLLZ99699969PP8口Z900000000000099002470647870.810.0.0.0.0.0.0.0.0.0.70.82020713182429364352240.836814081210.60.840.0

10、.0.0.0.0.0.0.0.980.850005101521273340490.6025842565720.0.0.0.0.0.0.0.0.6020713182430384646692869090.60.0.0.0.0.0.0.0.200005101622283544036203430.0.0.0.0.0.0.0208131925324170647870.860.0.0.0.0.0.0.0.50.8700051016233039390.8803970100.50.890.0.0.0.0.0.670.900208142027360.5731454400.0.0.0.0.0.0.50005111

11、72433120647870.40.0.0.0.0.840208142230869090.0.0.0.0.0005121928081210.910.0.0.0.0.40.9203091623560.9303450.40.940.0.0.0.260.95000613220.30343950.0.0.0.3031019632320.30.0.0.290007160100.03 70.1260.960.970.980.991.000.00 00.08 9 0.04 8 0.00 00.2 92 0.2 51 0.2 03 0.1 43 0.0 00二：怎樣進(jìn)行無功補(bǔ)償應(yīng)采取就地平衡的原則，使電網(wǎng)任一

12、時(shí)刻無功總出力(含無功補(bǔ)償)與無功總負(fù) 荷(含無功總損耗)保持平衡。望奎局已實(shí)現(xiàn)了變電所的集中補(bǔ)償，本文不再涉及， 僅就10kV線路，配變與電動(dòng)機(jī)的補(bǔ)償加以討論。(1)10kV配電線路的無功補(bǔ)償：望奎局在每條10kV配電線路上安裝12處高壓無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償容量按 線路配變總?cè)萘康?0%掌握。望奎局公用配變?nèi)萘繛?40500kVA,需補(bǔ)償無功容 量約為4000kvar,約需資金55萬元。經(jīng)計(jì)算，安裝一處時(shí)，宜將無功自動(dòng)補(bǔ)償裝 置安裝在距線路首端的2/3線路長度處。安裝兩處時(shí)，第一處安裝在距線路首端 的2/5線路長度處，另一處安裝在距線路首端的 4/5線路長度處，各處容量為線路 總補(bǔ)償容量的

13、一半。具體安裝時(shí)，還應(yīng)考慮便于操作、維護(hù)和檢修工作等。(2)配電變壓器的無功補(bǔ)償：農(nóng)網(wǎng)的大部分配電變壓器晝夜負(fù)荷變化較大，許多村屯用電多為居民生活用電，白天及后半夜多數(shù)變壓器處于輕載或空載狀態(tài)。我們知道變壓器的損耗包括有功 損耗和無功損耗，無功損耗包括空載勵(lì)磁損耗及漏磁無功損耗。從配電網(wǎng)線損理 論計(jì)算可知，配電變壓器的無功損耗約占配電網(wǎng)總損耗的60%左右。為有效補(bǔ)償配電變壓器本身的無功功率，避免輕載時(shí)功率因數(shù)超前，電壓升高及節(jié)約資金， 對(duì)容量在200kVA以下的配電變壓器按配變?nèi)萘康?5%左右掌握實(shí)行靜態(tài)無功補(bǔ) 償。將補(bǔ)償裝置裝設(shè)在配變低壓出口處，隨配變同時(shí)投切。對(duì) 200kVA及以上的 配變

14、安裝自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置。(3)電動(dòng)機(jī)的無功補(bǔ)償：7.5kW及以上投運(yùn)率高的電動(dòng)機(jī)最好進(jìn)行無功補(bǔ)償，為防止出現(xiàn)因過補(bǔ)而產(chǎn)生 的諧振過電壓，燒毀電動(dòng)機(jī)，應(yīng)將電動(dòng)機(jī)空載時(shí)的功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)浇咏?。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)空載時(shí)的無功負(fù)荷最小，補(bǔ)償后滿載的電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)仍為滯后， 這樣就 避免過補(bǔ)償現(xiàn)象的發(fā)生。將低壓電容器同設(shè)備一起投切，直接補(bǔ)償設(shè)備本身的無 功損耗。機(jī)械負(fù)荷慣性較小的電動(dòng)機(jī)(如風(fēng)機(jī)等)：Qb 0.9Qo(1)式中Qc-補(bǔ)償容量，kvarQo-電動(dòng)機(jī)空載無功功率，kvar電動(dòng)機(jī)空載電流可由廠家提供，如無，可參照 (2)式確定： Io=2Ie(1-cos d)A (2)式中Io-電動(dòng)機(jī)空出電流(A)Ie-

15、電動(dòng)機(jī)額定電流(A)cos電動(dòng)機(jī)額定負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)機(jī)械負(fù)荷慣性較大的電動(dòng)機(jī)(如水泵等)：Qc=(1.31.5)Qo(3)車間、工廠集中補(bǔ)償容量可按(4)式確定：Qc=Pm(tg 小-tg 6 2)(4)式中Pm-最高負(fù)荷時(shí)平均有功功率tg(|)-補(bǔ)償前功率因數(shù)角的正切值tg6-2補(bǔ)償后功率因數(shù)角的正切值電動(dòng)機(jī)的無功補(bǔ)償，由于受益方主要是客戶本身，因此投資應(yīng)由客戶自己承擔(dān)。 經(jīng)濟(jì)效益分析(1)配電變壓器無功補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)效益分析：電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償后，不僅降低配變用電設(shè)備的損耗，而且使高低壓配電電流 減少，導(dǎo)致線損率的降低，同時(shí)主變銅損及上一級(jí)輸電線路的導(dǎo)線損失降低。全 部考慮將使計(jì)算復(fù)雜。為簡化計(jì)算程

16、序，可以采用無功補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)當(dāng)量來計(jì)算無功 補(bǔ)償后的經(jīng)濟(jì)效益。它的物理意義是每安裝 1kvar的補(bǔ)償電容器，相當(dāng)于有功損 耗降低多少千瓦。補(bǔ)償裝置于配電變壓器低壓母線側(cè)，無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量值查有關(guān)手 冊(cè)可取0.15。為使計(jì)算更具科學(xué)性，根據(jù)望奎縣實(shí)際情況，計(jì)算時(shí)取 0.1。望奎縣 供電區(qū)需安裝無功補(bǔ)償容量為2500kvar,經(jīng)計(jì)算，每年可減少電量損失170萬kW- h,每kW h購電單價(jià)按0.3元計(jì)算，每年可有50萬元的收益。(2)10kV配電線路無功補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)效益分析：10kV配電線路共需無功補(bǔ)償容量約為4000kvar,無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量查有關(guān)手冊(cè)可取 0.06,補(bǔ)償設(shè)備每天投運(yùn)按6小時(shí)左右，經(jīng)計(jì)算，每年可減少電量損失節(jié)約50萬kW- h,每kW h按0.3元購電單價(jià)計(jì)算，每