無(wú)功補(bǔ)償及功率因數(shù)知識(shí)

1、交流電在通過(guò)純電阻的時(shí)候，電能都轉(zhuǎn)成了熱能，而在通過(guò)純?nèi)菪曰蛘呒兏行载?fù) 載的時(shí)候，并不做功。也就是說(shuō)沒(méi)有消耗電能，即為無(wú)功功率。當(dāng)然實(shí)際負(fù)載， 不可能為純?nèi)菪载?fù)載或者純感性負(fù)載， 一般都是混合性負(fù)載，這樣電流在通過(guò)它 們的時(shí)候，就有部分電能不做功，就是無(wú)功功率，此時(shí)的功率因數(shù)小于1，為了提高電能的利用率，就要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，大部分屬于感性電抗，在運(yùn)行過(guò)程中需 要向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無(wú)功功率。 在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)等容 性設(shè)備以后，可以供給感性電抗消耗的部分無(wú)功功率小電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供 無(wú)功功率。也即減少無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此可以降低輸電

2、線(xiàn)路因輸送無(wú) 功功率造成的電能損耗，改善電網(wǎng)的運(yùn)行條件。這種做法稱(chēng)為無(wú)功補(bǔ)償。配電網(wǎng)中常用的無(wú)功補(bǔ)償方式有哪些？無(wú)功補(bǔ)償可以改善電壓質(zhì)量，提高功率因數(shù)，是電網(wǎng)采用的節(jié)能措施之一。配電 網(wǎng)中常用的無(wú)功補(bǔ)償方式為：在系統(tǒng)的部分變、配電所中，在各個(gè)用戶(hù)中安裝無(wú) 功補(bǔ)償裝置；在高低壓配電線(xiàn)路中分散安裝并聯(lián)電容機(jī)組； 在配電變壓器低壓側(cè) 和車(chē)間配電屏間安裝并聯(lián)電容器以及在單臺(tái)電動(dòng)機(jī)附近安裝并聯(lián)電容器，進(jìn)行集中或分散的就地補(bǔ)償。1、就地補(bǔ)償對(duì)于大型電機(jī)或者大功率用電設(shè)備宜裝設(shè)就地補(bǔ)償裝置。就地補(bǔ)償是最經(jīng)濟(jì)、最簡(jiǎn)單以及最見(jiàn)效的補(bǔ)償方式。在就地補(bǔ)償方式中，把電容器直接接在用電設(shè)備上， 中間只加串熔斷器保護(hù)，用

3、電設(shè)備投入時(shí)電容器跟著一起投入，切除時(shí)一塊切除， 實(shí)現(xiàn)了最方便的無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償，切除時(shí)用電設(shè)備的線(xiàn)圈就是電容器的放電線(xiàn)圈。2、分散補(bǔ)償當(dāng)各用戶(hù)終端距主變較遠(yuǎn)時(shí)，宜在供電末端裝設(shè)分散補(bǔ)償裝置，結(jié)合用戶(hù)端的低 壓補(bǔ)償，可以使線(xiàn)損大大降低，同時(shí)可以兼顧提升末端電壓的作用。3、集中補(bǔ)償變電站內(nèi)的無(wú)功補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變對(duì)無(wú)功容量的需求， 結(jié)合考慮供電壓區(qū)內(nèi) 的無(wú)功潮流及配電線(xiàn)路和用戶(hù)的無(wú)功補(bǔ)償水平來(lái)確定無(wú)功補(bǔ)償容量。35KV變電站一般按主變?nèi)萘康?0%-15%來(lái)確定；110KV變電站可按15%-20%來(lái)確定。4、調(diào)容方式的選擇(1)長(zhǎng)期變動(dòng)的負(fù)荷對(duì)于建站初期負(fù)荷較小，以后負(fù)荷逐漸增大的情況，組裝設(shè)無(wú)載可

4、調(diào)容電容器組。 戶(hù)外安裝時(shí)可選用可調(diào)容集合式電容器；戶(hù)內(nèi)安裝時(shí)可選用可調(diào)容柜式電容器裝置。其基本原理為將電容器按二進(jìn)制方式分成二組，通過(guò)分接開(kāi)關(guān)或隔離開(kāi)關(guān)選擇投切組合，可以實(shí)現(xiàn)三檔容量可調(diào)。隨著負(fù)荷的改變，可以人工斷電后改變投 切組合滿(mǎn)足某一時(shí)間段的無(wú)功平衡。 這種場(chǎng)合可以裝設(shè)無(wú)功自動(dòng)調(diào)容裝置， 該裝 置可以滿(mǎn)足無(wú)人值守綜合自動(dòng)化的要求。（3）短時(shí)段內(nèi)負(fù)荷頻繁變化的場(chǎng)合該場(chǎng)合宜裝可快速跟蹤的瞬態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。由于電容器每次投切前卻必須保證電容器沒(méi)有殘存的電荷，而電容器放電即使通過(guò)放電線(xiàn)圈亦需要數(shù)秒的時(shí)間，所以高壓瞬態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（也稱(chēng) SVC） 般都是固定補(bǔ)償最大容量的電容器， 同時(shí)并聯(lián)一組容

5、量可調(diào)的電抗器， 通過(guò)快速調(diào)整電抗器的輸出無(wú)功，從而達(dá)到無(wú) 功瞬態(tài)平衡的目的。電抗器的調(diào)整技術(shù)主要有可控硅控制空心并聯(lián)電抗器及直流 偏磁調(diào)感兩種方式，其中以前者較優(yōu)，但價(jià)格較高。什么條件下需要計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償？應(yīng)注意些什么？100KVA以下的才不需要計(jì)算無(wú)功，100KVA的也要計(jì)算，這是國(guó)家規(guī)定的。變 電站的無(wú)功補(bǔ)償一般原則是就地補(bǔ)償，所以大型的高電壓的變電所一般不需要無(wú) 功補(bǔ)償，不遠(yuǎn)距離輸送無(wú)功，只有在 110KV及以下的變電所10KV母線(xiàn)上才需 要無(wú)功補(bǔ)償。（1）在輕負(fù)荷時(shí)不允許過(guò)補(bǔ)償，否則由于無(wú)功補(bǔ)償容量過(guò)大，會(huì)使功率因數(shù)超 前，向電網(wǎng)倒送無(wú)功，是不經(jīng)濟(jì)的；（2）在不同功率因數(shù)的條件下，每千

6、乏補(bǔ)償容量取得的補(bǔ)償效益是不相同的。功率因數(shù)愈高時(shí)，每千乏補(bǔ)償容量對(duì)減少無(wú)功功率在輸送過(guò)程中造成的損耗的作 用，將相應(yīng)變小。如提高后的功率因數(shù)接近 1，則補(bǔ)償設(shè)備的投資將增加，投資 的效益將減小。因此通常情況下，將功率因數(shù)提高到0.95左右為好。這樣亦體現(xiàn)了合理補(bǔ)償，以取得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的原則。什么叫無(wú)功補(bǔ)償裝置？有哪些？總的來(lái)說(shuō) 無(wú)功補(bǔ)償裝置就是個(gè)無(wú)功電源。一般電業(yè)規(guī)定功率因數(shù)為低壓 0.85以上，高壓0.9以上。為了克服無(wú)功損耗， 就要采用無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)解決。電力系統(tǒng)中現(xiàn)有的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備有無(wú)功靜止式補(bǔ)償裝置和無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置兩類(lèi)，前者包括并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器，后者包括同步補(bǔ)償機(jī)（調(diào)相機(jī)

7、）和靜止型無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置（SVS）。并聯(lián)電抗器的功能是：1）吸收容性電流，補(bǔ)償容性無(wú)功，使系統(tǒng)達(dá)到無(wú)功平衡；2）可削弱電容效應(yīng)，限制系統(tǒng)的工頻電壓升高及操作過(guò)電壓。 其不足之處是容量 固定的并聯(lián)電抗器，當(dāng)線(xiàn)路傳輸功率接近自然功率時(shí)，會(huì)使線(xiàn)路電壓過(guò)分降低， 且造成附加有功損耗，但若將其切除，則線(xiàn)路在某些情況下又可能因失去補(bǔ)償而 產(chǎn)生不能允許的過(guò)電壓。改進(jìn)方法是采用可控電抗器，它借助控制回路直流的勵(lì)磁改變鐵心的飽和度（即工作點(diǎn)），從而達(dá)到平滑調(diào)節(jié)無(wú)功輸出的目的。工業(yè)上采用1. 同步電機(jī)和同步調(diào)相機(jī)；2. 采用移相電容器；目前大多數(shù)采用移相電容器為主。無(wú)功補(bǔ)償對(duì)于降低線(xiàn)損有哪些作用？電網(wǎng)的損耗分為

8、管理線(xiàn)損和技術(shù)線(xiàn)損。管理線(xiàn)損通過(guò)管理和組織上的措施來(lái)降 低；技術(shù)線(xiàn)損通過(guò)各種技術(shù)措施來(lái)降低。無(wú)功補(bǔ)償是利用技術(shù)措施降低線(xiàn)損的重 要措施之一，在有功功率合理分配的同時(shí)，做到無(wú)功功率的合理分布。按照就近 的原則安排減少無(wú)功遠(yuǎn)距離輸送。對(duì)各種方式進(jìn)行線(xiàn)損計(jì)算制定合理的運(yùn)行方 式；合理調(diào)整和利用補(bǔ)償設(shè)備提高功率因數(shù)。1、提高負(fù)荷的功率因數(shù)提高負(fù)荷的功率因數(shù)，可以減少發(fā)電機(jī)送出的無(wú)功功率和通過(guò)線(xiàn)路、 變壓器傳輸 的無(wú)功功率，使線(xiàn)損大為降低，而且還可以改善電壓質(zhì)量、提高線(xiàn)路和變壓器的 輸送能力。2、裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)當(dāng)根據(jù)電網(wǎng)中無(wú)功負(fù)荷及無(wú)功分布情況合理選擇無(wú)功補(bǔ)償容量和確定補(bǔ)償容 量的分布，以進(jìn)一步降低

9、電網(wǎng)損耗。農(nóng)村低壓客戶(hù)的用電現(xiàn)狀以及無(wú)功補(bǔ)償在低壓降損中的作用有哪些？90年代以前，農(nóng)村低壓用電以居民生活用電為主， 其負(fù)荷主要是照明用白熾燈， 不僅用電量少而且負(fù)荷性質(zhì)基本是純電阻性 （C0 1）,而低壓動(dòng)力用戶(hù)的負(fù)荷 功率因數(shù)雖然較低，但其用電量占總售電量的比例較小，故影響不大。近些年來(lái), 由于各種現(xiàn)代家用電器的迅速普及和大量使用， 居民生活用電不僅用電量有了較 大的增長(zhǎng)，更重要的是其負(fù)荷性質(zhì)有了很大的改變。與此同時(shí)，低壓動(dòng)力客戶(hù)電量增長(zhǎng)迅速，近幾年已經(jīng)占到了農(nóng)村總用電量比重的60%70%，主要以紡織行業(yè)、機(jī)械加工為主，而且動(dòng)力客戶(hù)的用電量明顯呈現(xiàn)出繼續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。這些動(dòng)力客戶(hù)，其設(shè)備自然功

10、率因數(shù)較低（C03 = 0.60.7），且經(jīng)常處于低功率因 數(shù)運(yùn)行狀況。目前，純居民生活用電的農(nóng)村綜合變已經(jīng)不存在了， 絕大多數(shù)農(nóng)村綜合變的非普 工業(yè)用電占到60 %以上（小集鎮(zhèn)公用變和排灌變除外）。由于低壓動(dòng)力客戶(hù)都 沒(méi)有進(jìn)行無(wú)功就地補(bǔ)償，網(wǎng)改時(shí)由于資金不足等原因也未考慮低壓無(wú)功補(bǔ)償問(wèn) 題，導(dǎo)致農(nóng)村綜合變的功率因數(shù)很低，基本上在 0.60.7之間，即無(wú)功功率在 配電線(xiàn)路上引起的有功損耗實(shí)際上超過(guò)了有功功率在配電線(xiàn)路上引起的有功損 耗。因此，從技術(shù)面分析，無(wú)功功率引起的有功損耗已經(jīng)成為影響整個(gè)低壓配電 系統(tǒng)線(xiàn)損率最主要的技術(shù)因素。經(jīng)過(guò)實(shí)踐，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用為電力企業(yè)和客戶(hù)帶來(lái)了雙贏的局面。對(duì)客戶(hù)來(lái)講，合理進(jìn)行隨機(jī)補(bǔ)償，可以降低電流，減少內(nèi)線(xiàn)損耗，提高設(shè)備出力；對(duì)供電 企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)改造后，配變可以降低損耗，使得配變利用率提高，滿(mǎn) 足了更多動(dòng)力客戶(hù)的供電需求。從一定程度上緩解農(nóng)村綜合變?nèi)萘坎蛔愕拿埽?可以將有限的電網(wǎng)建設(shè)資金用得更為合理。無(wú)功補(bǔ)償?shù)膶?duì)象主要是需用動(dòng)力設(shè)備容量在 10千瓦以上的客戶(hù)；補(bǔ)償?shù)姆椒☉?yīng) 以隨機(jī)補(bǔ)償為主，實(shí)現(xiàn)無(wú)功就地平衡。從補(bǔ)償數(shù)量上來(lái)講，理論上講可以考慮按 現(xiàn)有動(dòng)力設(shè)備容量1: 11: 1.2來(lái)進(jìn)行就地補(bǔ)償。考慮