有功功率,無(wú)功功率及提高功率因數(shù)

1、有功功率，無(wú)功功率及提高功率因數(shù) 在交流電路中，由電源供給負(fù)載率有兩種：一種是有功功率，一種是無(wú)功功率。 有功功率 是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率， 也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量 （機(jī)械 能、光能、熱能）的電功率。比如： 5.5 千瓦的電動(dòng)機(jī)就是把 5.5 千瓦的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能， 帶動(dòng)水泵抽水或脫粒機(jī)脫粒； 各種照明設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換為光能， 供人們生活和工作照明。 有 功功率的符號(hào)用 P表示，單位有瓦（W）、千瓦（KW ）、兆瓦（MW ）。無(wú)功功率 比較抽象， 它是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換， 并用來(lái)在電氣設(shè)備中建立和維持磁 場(chǎng)的電功率。它不對(duì)外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電?/p>

2、線圈的電氣設(shè)備，要 建立磁場(chǎng)， 就要消耗無(wú)功功率。 比如 40瓦的日光燈，除需 40 多瓦有功功率（鎮(zhèn)流器也需消 耗一部分有功功率） 來(lái)發(fā)光外， 還需 80 乏左右的無(wú)功功率供鎮(zhèn)流器的線圈建立交變磁場(chǎng)用。 由于它不對(duì)外做功，才被稱之為無(wú)功”無(wú)功功率的符號(hào)用 Q表示，單位為乏（Var）或千乏（ kVar）。無(wú)功功率決不是無(wú)用功率， 它的用處很大。 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就是靠從電源取得無(wú)用功率建 立的。 變壓器也同樣需要無(wú)功功率， 才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)， 在二次線圈感應(yīng)出 電壓。 因此， 沒(méi)有無(wú)功功率， 電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)， 變壓器也不能變壓， 交流接觸器不會(huì)吸合。 為了形象地說(shuō)明問(wèn)題，現(xiàn)舉一

3、個(gè)例子：農(nóng)村修水利需要挖土方運(yùn)土，運(yùn)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(wú)功功率， 竹筐并不是沒(méi)用， 沒(méi)有竹筐泥土怎 么運(yùn)到堤上呢？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(shí)還需要從電源取得無(wú)功功率。 如 果電網(wǎng)中的無(wú)功功率供不應(yīng)求， 用電設(shè)備就沒(méi)有足夠的無(wú)功功率來(lái)建立正常的電磁場(chǎng)， 那么， 這些用點(diǎn)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(yùn)行。無(wú)功功率對(duì)供、用電產(chǎn)生一定的不良影響，主要表現(xiàn)在：1. 降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出。2. 降低輸、變壓設(shè)備的供電能力。3. 造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。4.

4、造成底功率因數(shù)運(yùn)行和電壓下降，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。 從發(fā)電機(jī)和高壓電線供給的無(wú)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(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)充無(wú)功功率， 以保證用戶對(duì)無(wú)功功率的需要， 這樣用電設(shè)備才能在額定電 壓下工作。這就是電網(wǎng)需要裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置的道理。2、功率因數(shù) 電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、 變壓器等， 屬于既有電阻又有電感的電感性負(fù)載。 電感性負(fù)載 的電壓和電流的相量間存在著一個(gè)相位差，通常用相位角$的余弦cos©來(lái)表示。Cos $稱為功率因數(shù)， 又叫力率。 功率因數(shù)是反映電力用戶設(shè)備合理使用狀況、 電能利用程度和用電 管理水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)。三相功率

5、因數(shù)的計(jì)算公式為：P=Q=UIcosS=UIcos=P/S式中 cos $ 功率因數(shù)；P 有功功率， kw ；Q 無(wú)功功率， kVar；S 視在功率， kv ， A。U 用電設(shè)備的額定電壓，V。I 用電設(shè)備的運(yùn)行電流， A。 功率因數(shù)分為自然功率因數(shù)、瞬時(shí)功率因數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù)。（1）自然功率因數(shù)：是指用電設(shè)備沒(méi)有安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)的功率因數(shù)，或者說(shuō)用電設(shè)備本身所具有的功率因數(shù)。 自然功率因數(shù)的高低主要取決于用電設(shè)備的負(fù)荷性質(zhì)， 電阻性負(fù)荷 （白熾燈、電阻爐）的功率因數(shù)較高，等于1。而電感性負(fù)荷（電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)）的功率因數(shù)比較低，都小于 1。（2）瞬時(shí)功率因數(shù)：是指在某一瞬間由功率因數(shù)表讀

6、出的功率因數(shù)。瞬時(shí)功率因數(shù)是隨著 用電設(shè)備的類型、負(fù)荷的大小和電壓的高低而時(shí)刻在變化。（3）加權(quán)平均功率因數(shù)：是指在一定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值，其計(jì)算公式為： 提高功率因數(shù)的方法有兩種，一種是改善自然功率因數(shù)，另一種是安裝人工補(bǔ)償裝置。 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆N類和特點(diǎn)1. 集中補(bǔ)償在高低壓配電所內(nèi)設(shè)置若干組電容器， 電容器接在配電母線上， 補(bǔ)償供電范圍內(nèi)的無(wú)功功率， 如圖 1 所示。 1.2 組合就地補(bǔ)償（分散就地補(bǔ)償）電容器接在高壓配電裝置或動(dòng)力箱的母線 上，對(duì)附近的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，如圖 2 所示。1. 單獨(dú)就地補(bǔ)償將電容器裝于箱內(nèi)， 放置在電動(dòng)機(jī)附近， 對(duì)其單獨(dú)補(bǔ)償。 圖 3 為電容器直接

7、接在電動(dòng)機(jī)端子 上或保護(hù)設(shè)備末端，一般不需要電容器用的操作保護(hù)設(shè)備，稱為直接單獨(dú)就地補(bǔ)償。 油井使用電容補(bǔ)償器后， 無(wú)功功率和視在功率下確實(shí)很明顯， 但是為什么有功功率和單井有 功電量都上升了。 這樣的話， 究竟是節(jié)電了還是耗電增加了？無(wú)功補(bǔ)償見(jiàn)到效果， 應(yīng)該有哪 些體現(xiàn)？單井有功電量應(yīng)該有什么反應(yīng)？請(qǐng)專家賜教！ 答：一般的用電負(fù)載都有線圈，如異步電動(dòng)機(jī)繞組、電器的線圈等。線圈消耗感性無(wú)功（即 常稱為滯后無(wú)功） ，電容則消耗容性無(wú)功（即常稱為超前無(wú)功） 。無(wú)功功率是不消耗能量的功率，只是在交流電的半個(gè)周期內(nèi)暫時(shí)將電能以磁場(chǎng)（感性無(wú)功） 或電場(chǎng) （容性無(wú)功） 的形式儲(chǔ)存起來(lái)， 然后再另外半個(gè)周期

8、內(nèi)將所儲(chǔ)存的能量返還給電網(wǎng)。 雖然無(wú)功不消耗電能， 但是要儲(chǔ)存電功率就必須通過(guò)增加電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。 而電流的增加， 電網(wǎng) 傳輸線路的損耗將增大。 所以增加無(wú)功本身不消耗功率， 而是增加電流使電能傳輸?shù)膿p耗增 加。此外， 由于電流的增加， 供配電設(shè)備的負(fù)擔(dān)加重， 負(fù)載能力下降。 因此， 應(yīng)該進(jìn)行補(bǔ)償。 否則，電業(yè)部門將增收一定的額外收費(fèi)以作線路損耗和其它因此而造成的費(fèi)用。你說(shuō)： 油井使用電容補(bǔ)償器后， 無(wú)功功率和視在功率下降確實(shí)很明顯， 但是為什么有功功率 和單井有功電量都上升了？其實(shí)， 若油井或單井設(shè)備的工作量沒(méi)有增加， 有功功率和單井有 功電量都不會(huì)上升。你說(shuō)的情況可能是： 1、無(wú)功功率占視在功

9、率的比重上升了，或者說(shuō)功率因數(shù)上升了?；蛘?說(shuō)是由于電網(wǎng)電流下降，可以增加負(fù)載。2、油井或單井的用點(diǎn)設(shè)備增加，因才可能使有功電量上升。對(duì)于第一種情況， 應(yīng)該說(shuō)是省電了， 或能量損耗減少了； 對(duì)于第二種情況， 不能說(shuō)不是節(jié)電， 應(yīng)該說(shuō)提高了供電設(shè)備的效率。 也就是說(shuō)， 如果不補(bǔ)償， 同樣的供電設(shè)備和線路提供不了那 么多的有功功率， 現(xiàn)在補(bǔ)償后能夠提供那么多的有功功率是設(shè)備的效率或利用率增加了， 也 是有很高的經(jīng)濟(jì)效益的。補(bǔ)償電容器的主要作用是通過(guò)補(bǔ)償無(wú)功來(lái)提高用電設(shè)備的功率因數(shù)， 所以說(shuō)從用電部門來(lái)講 不會(huì)有什么集體的不同感覺(jué)， 有功電量的消耗也不會(huì)有明顯增加， 但無(wú)功的消耗一定是明顯 降低的，

10、 由于供電局向工業(yè)企業(yè)供電時(shí)無(wú)功消耗也是計(jì)費(fèi)的， 著也就是說(shuō)用電企業(yè)會(huì)因無(wú)功 消耗的降低而節(jié)約很大一筆開(kāi)支，在許多地區(qū)，如果企業(yè)能將功率因數(shù)提高到0.9 以上的，供電局會(huì)返還一定比例的電費(fèi)作為獎(jiǎng)勵(lì)， 如果你單位的功率因數(shù)較高， 建議你去當(dāng)?shù)氐墓╇?部門咨詢一下。電網(wǎng)中的許多點(diǎn)設(shè)備是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。 它們?cè)谀芰哭D(zhuǎn)換過(guò)程中建立交變磁場(chǎng)， 在 一個(gè)周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等， 這種功率叫無(wú)功功率。 電力系統(tǒng)中， 不但有有功功率平衡，無(wú)功功率也要平衡。有功功率、無(wú)功功率、視在功率之間的關(guān)系如圖1 所示 QS= S式中S 視在功率，KVA0P 有功功率，KWPQ 無(wú)功功率，kvar圖一0角

11、為功率因數(shù)角，它的余弦（COS 0是有功功率與視在功率之比即cos 0 =P/S稱為功率因數(shù)。由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，用電企業(yè)功率因數(shù)cos 0越小，則所需的無(wú)功功率越大。 如果無(wú)功功率不是由電容器提供， 則必須由輸電系統(tǒng)供給， 為滿足用電的要求， 供電線路和變壓器的容量需增大。這樣，不僅增加供電投資、降低設(shè)備利用律，也將增加線路損耗。 為此，國(guó)家供用電規(guī)則規(guī)定： 無(wú)功電力應(yīng)就地平衡，用戶應(yīng)在提高用電自然功率 因數(shù)的基礎(chǔ)上， 設(shè)計(jì)和裝置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備， 并做到隨其負(fù)荷和電壓變動(dòng)及時(shí)投入或切除， 防 止無(wú)功倒送。 還規(guī)定用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)， 否則供電部門可以拒絕提高功

12、率因 數(shù)，防止無(wú)功倒送，從而節(jié)約電能，提高運(yùn)行質(zhì)量都具有非常重要的意義。補(bǔ)償?shù)幕驹硎牵?把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并連接在同一電路，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(wú)功功率可由容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率補(bǔ) 償。當(dāng)前， 國(guó)內(nèi)外廣泛采用并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置。這種方法安裝方便、 建設(shè)周期短、造 價(jià)低、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便、自身?yè)p耗小。采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔茫?. 提高功率因數(shù)如圖 2 所示? 圖中P 有功功率S1 補(bǔ)償前的視在功率S1 S2 Q2S 2 補(bǔ)償后的視在功率Q1 補(bǔ)償前的無(wú)功功率02 01Q2 補(bǔ)償后的無(wú)功功率P0 1補(bǔ)償前的功率因數(shù)角圖二0

13、 2補(bǔ)償后的功率因數(shù)角由圖示中可以看出，在有功功率P一定的前提下，無(wú)功功率補(bǔ)償以后（補(bǔ)償量Qc=Q1-Q2 ）,功率因數(shù)角由0 1 0減小到0 2則cos 0 2cos 01提高了功率因數(shù)。1. 降低輸電線路及變壓器的損耗三相電路中，功率損耗 P的計(jì)算公式為1. P=3式中 P 有功功率， KWU 額定電壓， KV ；R 線路總電阻， ?。由此可見(jiàn)，當(dāng)功率因數(shù) cos 0提高以后，線路中功率損耗大大下降。1. 改善電壓質(zhì)量線路中電壓損失厶U的計(jì)算公式U=3Q1S1式中 P 有功功率， KW ；S2Q 無(wú)功功率， Kvar ；Q2U 額定電壓， KV ；$2 $1R 線路總電阻，；P圖三X 線路

14、感抗， ?由上式可見(jiàn)，當(dāng)線路中，無(wú)功功率Q減小以后，電壓損失 U也就減小了。1. 提高設(shè)備出力如圖3所示，由于有功功率P=S cos0當(dāng)供電設(shè)備的視在功率 S 一定時(shí)，如果功率因數(shù)cos $ 提高，即功率因數(shù)角由 $1到$2則設(shè)備可以提供的有功功率 P也隨之增大到P+AP,可見(jiàn)， 設(shè)備的有功出力提高了。電容器容量的選者：按改善功率因數(shù)， 提高運(yùn)行電壓和降低線為國(guó)內(nèi)外所通用。根據(jù)功率補(bǔ)償圖（如圖Qc,電容器安裝容量的選者， 可根據(jù)使用目的的不同，路損失等因素來(lái)確定。按改善功率因數(shù)確定補(bǔ)償容量的方法簡(jiǎn)便、明確，2）中功率之間的向量關(guān)系，可以求出無(wú)功補(bǔ)償容量（kvar）或 （kvar）式中 P 最大

15、負(fù)荷月的平均有功功率，KW ；tg $、1 tg $ 2補(bǔ)償前后功率因數(shù)角的正切值；cos $、1 cos $ 2補(bǔ)償前后功率因數(shù)值?？衫貌楸矸?，查出每 1KW 有功功率、功率因數(shù)，改善前后所需補(bǔ)償?shù)娜萘?。再乘以最?負(fù)荷的月平均有功功率，即可計(jì)算出所需要的無(wú)功補(bǔ)償容量。感性負(fù)載： 即和電源相比當(dāng)負(fù)載電流滯后負(fù)載電壓一個(gè)相位差時(shí)負(fù)載為感性（如負(fù)載為電動(dòng)機(jī)、變壓器）容性負(fù)載： 即和電源相比當(dāng)負(fù)載電流超前負(fù)載電壓一個(gè)相位差時(shí)負(fù)載為容性（如負(fù)載為補(bǔ)償電容） 阻性負(fù)載：即和電源相比當(dāng)負(fù)載電流負(fù)載電壓沒(méi)有相位差時(shí)負(fù)載為阻性（如負(fù)載為白熾燈： 電爐） 混聯(lián)電路中容抗比感抗大，電路呈容性反之為感性。來(lái)源：

16、中國(guó)電力網(wǎng)2 功率因數(shù)的補(bǔ)償方式：1 概述隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的提高， 人們對(duì)電力的需求日益增長(zhǎng)， 同時(shí)對(duì)供 電的可靠性和供電質(zhì)量提出了更高的要求。 由于負(fù)荷的不斷增加， 以及電源的大幅增加， 不 但改變了電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也改變了系統(tǒng)的電源分布，造成系統(tǒng)的無(wú)功分布不盡合理， 甚至可能造成局部地區(qū)無(wú)功嚴(yán)重不足、電壓水平普遍較低的情況。隨著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜， 當(dāng)系統(tǒng)受到較大干擾時(shí)，就可能在電壓穩(wěn)定薄弱環(huán)節(jié)導(dǎo)致電壓崩潰。電力系統(tǒng)無(wú)功潮流分布是否合理，不僅關(guān)系到電力系統(tǒng)向電力用戶提供電能質(zhì)量的優(yōu)劣， 而且還直接影響電網(wǎng)自身運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。 這在與用戶直接相關(guān)的配電網(wǎng)中顯得同樣

17、 的重要。若無(wú)功電源容量不足， 系統(tǒng)運(yùn)行電壓將難以保證。由于電網(wǎng)容量的增加， 對(duì)電網(wǎng)無(wú) 功要求也與日增加， 此外， 網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)和電壓的降低將使電氣設(shè)備得不到充分利用，降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸能力， 并引起損耗增加。因此， 解決好配電網(wǎng)絡(luò)無(wú)功補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題，對(duì)電網(wǎng)的安 全性和降損節(jié)能有著重要的意義。合理的無(wú)功補(bǔ)償點(diǎn)的選擇以及補(bǔ)償容量的確定， 能夠有效地維持系統(tǒng)的電壓水平， 提高系 統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，避免大量無(wú)功的遠(yuǎn)距離傳輸，從而降低有功網(wǎng)損，減少發(fā)電費(fèi)用。而且由 于我國(guó)配電網(wǎng)長(zhǎng)期以來(lái)無(wú)功缺乏， 尤其造成的網(wǎng)損相當(dāng)大， 因此無(wú)功功率補(bǔ)償是降損措施中 投資少回報(bào)高的方案。 一般配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償方式有： 變電站集中

18、補(bǔ)償方式、 低壓集中補(bǔ)償方 式、桿上無(wú)功補(bǔ)償方式和用戶終端分散補(bǔ)償方式。2 配電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償方案2.1 變電站集中補(bǔ)償方式針對(duì)輸電網(wǎng)的無(wú)功平衡，在變電站進(jìn)行集中補(bǔ)償（如圖 1 的方式 1），補(bǔ)償裝置包括并聯(lián) 電容器、同步調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器等，主要目的是改善輸電網(wǎng)的功率因數(shù)、 提高終端變電所 的電壓和補(bǔ)償主變的無(wú)功損耗。這些補(bǔ)償裝置一般連接在變電站的 10kV 母線上，因此具有 管理容易、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但是這種方案對(duì)配電網(wǎng)的降損起不到什么作用。為了實(shí)現(xiàn)變電站的電壓控制， 通常無(wú)功補(bǔ)償裝置 （一般是并聯(lián)電容器組） 結(jié)合有載調(diào)壓抽 頭來(lái)調(diào)節(jié)。通過(guò)兩者的協(xié)調(diào)來(lái)進(jìn)行電壓/無(wú)功控制在國(guó)內(nèi)已經(jīng)積累了豐富的

19、經(jīng)驗(yàn)，九區(qū)圖便是一種變電站電壓 /無(wú)功控制的有效方法。然而操作上還是較為麻煩的，因?yàn)橛捎谙拗敌枰?隨不同運(yùn)行方式進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整； 在某些區(qū)上會(huì)產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象； 而且由于實(shí)際操作中抽頭調(diào) 節(jié)和電容器組投切次數(shù)是有限的， 但九區(qū)圖沒(méi)有相應(yīng)的判斷。 而現(xiàn)行九區(qū)圖的調(diào)節(jié)效果也不 是數(shù)學(xué)上證明的最好效果，因此九區(qū)圖的應(yīng)用還有待進(jìn)一步改善。文獻(xiàn) 1利用模糊數(shù)學(xué)的概念建立了數(shù)學(xué)模型，得出了模糊邊界的無(wú)功調(diào)節(jié)判據(jù)，它的 特點(diǎn)是將九區(qū)圖中固定的無(wú)功上下限邊界改變成受電壓影響的模糊邊界， 其邊界的斜率可根 據(jù)具體的投切邊界條件進(jìn)行調(diào)整。所設(shè)計(jì)的一種新型的變電站電壓無(wú)功微機(jī)綜合控制裝置， 在保證電壓合格和無(wú)功最佳補(bǔ)償

20、效果的情況下， 有載變壓器分接頭的調(diào)節(jié)次數(shù)比同類裝置或 人工調(diào)節(jié)約減少 1/3，提高了變電站電壓合格率，線損降低20%左右。2.2 低壓集中補(bǔ)償方式目前國(guó)內(nèi)較普遍采用的另外一種無(wú)功補(bǔ)償方式是在配電變壓器 380V 側(cè)進(jìn)行集中補(bǔ)償 （如 圖 1 的方式 2），通常采用微機(jī)控制的低壓并聯(lián)電容器柜，容量在幾十至幾百千乏不等，根 據(jù)用戶負(fù)荷水平的波動(dòng)投入相應(yīng)數(shù)量的電容器進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償。 主要目的是提高專用變用戶的 功率因數(shù)， 實(shí)現(xiàn)無(wú)功的就地平衡， 對(duì)配電網(wǎng)和配電變的降損有一定作用， 也有助于保證該用 戶的電壓水平。 這種補(bǔ)償方式的投資及維護(hù)均由專用變用戶承擔(dān)。 目前國(guó)內(nèi)各廠家生產(chǎn)的自 動(dòng)補(bǔ)償裝置通常是根

21、據(jù)功率因數(shù)來(lái)進(jìn)行電容器的自動(dòng)投切的， 也有為了保證用戶電壓水平而 以電壓為判據(jù)進(jìn)行控制的。 這種方案雖然有助于保證用戶的電能質(zhì)量， 但對(duì)電力系統(tǒng)并不可 取。因?yàn)殡m然線路電壓的波動(dòng)主要由無(wú)功量變化引起， 但線路的電壓水平是由系統(tǒng)情況決定 的。當(dāng)線路電壓基準(zhǔn)偏高或偏低時(shí)， 無(wú)功的投切量可能與實(shí)際需求相去甚遠(yuǎn)， 出現(xiàn)無(wú)功過(guò)補(bǔ) 償或欠補(bǔ)償。對(duì)配電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， 除了專用變之外， 還有許多公用變。 而面向廣大家庭用戶及其他小型用 戶的公用變壓器，由于其通常安裝在戶外的桿架上，進(jìn)行低壓無(wú)功集中補(bǔ)償則是不現(xiàn)實(shí)的： 難于維護(hù)、控制和管理，且容易成為生產(chǎn)安全隱患。這樣，配電網(wǎng)的補(bǔ)償度就受到了限制。2.3 桿上補(bǔ)償方

22、式文獻(xiàn) 2，3提出了進(jìn)行配電系統(tǒng)桿上無(wú)功補(bǔ)償?shù)谋匾院头椒?。由于配電網(wǎng)中大量存在的公用變壓器沒(méi)有進(jìn)行低壓補(bǔ)償， 使得補(bǔ)償度受到限制。 由此造成很大的無(wú)功缺口需要由變 電站或發(fā)電廠來(lái)填， 大量的無(wú)功沿線傳輸使得配電網(wǎng)網(wǎng)損仍然居高難下。 因此可以采用 10kV 戶外并聯(lián)電容器安裝在架空線路的桿塔上（或另行架桿）進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償（如圖1 的方式 3），以提高配電網(wǎng)功率因數(shù)， 達(dá)到降損升壓的目的。 由于桿上安裝的并聯(lián)電容器遠(yuǎn)離變電站， 容 易出現(xiàn)保護(hù)不易配置、 控制成本高、 維護(hù)工作量大、 受安裝環(huán)境和空間等客觀條件限制等工 程問(wèn)題。因此，桿上無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償必須結(jié)合以下實(shí)際工程要求來(lái)進(jìn)行：（ 1）補(bǔ)償點(diǎn)宜少

23、，一條配電線路上宜采用單點(diǎn)補(bǔ)償，不宜采用多點(diǎn)補(bǔ)償；（ 2）控制方式從簡(jiǎn)。桿上補(bǔ)償不設(shè)分組投切；（ 3）補(bǔ)償容量不宜過(guò)大。補(bǔ)償容量太大將會(huì)導(dǎo)致配電線路在輕載時(shí)的過(guò)電壓和過(guò)補(bǔ)償現(xiàn) 象；另外桿上空間有限，太多的電容器同桿架設(shè)，既不安全，也不利于電容器散熱；（ 4）接線宜簡(jiǎn)單。最好是每相只采用一臺(tái)電容器裝置，以降低整套補(bǔ)償設(shè)備的故障率；（ 5）保護(hù)方式也要簡(jiǎn)化。主要采用熔斷器和氧化鋅避雷器分別作為過(guò)流和過(guò)電壓保護(hù)。 顯然，桿上無(wú)功補(bǔ)償主要是針對(duì) 10kV 饋線上沿線的公用變所需無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，文獻(xiàn)3提出了這種補(bǔ)償方式的最優(yōu)地點(diǎn)和容量的算法。 因其具有投資小， 回收快， 補(bǔ)償效率較高， 便于管理和維護(hù)等優(yōu)

24、點(diǎn)， 適合于功率因數(shù)較低且負(fù)荷較重的長(zhǎng)配電線路， 但是因負(fù)荷經(jīng)常波 動(dòng)而該補(bǔ)償方式是長(zhǎng)期固定補(bǔ)償， 故其適應(yīng)能力較差， 主要是補(bǔ)償了無(wú)功基本負(fù)荷， 在線路 重載情況下補(bǔ)償度一般是不能達(dá)到0.95。應(yīng)該開(kāi)發(fā)電容器組能自動(dòng)投切的桿上自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)。2.4 用戶終端分散補(bǔ)償方式 目前在我國(guó)城鎮(zhèn)，低壓用戶的用電量大幅增長(zhǎng)，企業(yè)、廠礦和小區(qū)等對(duì)無(wú)功需求都很大， 直接對(duì)用戶末端進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償（如圖 1 的方式 4）將最恰當(dāng)?shù)亟档碗娋W(wǎng)的損耗和維持網(wǎng)絡(luò)的 電壓水平。供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50052-1995 ）指出，容量較大，負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè) 備無(wú)功負(fù)荷宜單獨(dú)就地補(bǔ)償。 故對(duì)于企業(yè)和廠礦中的電動(dòng)機(jī)

25、， 應(yīng)該進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償， 即隨 機(jī)補(bǔ)償；針對(duì)小區(qū)用戶終端，由于用戶負(fù)荷小，波動(dòng)大，地點(diǎn)分散，無(wú)人管理，因此應(yīng)該開(kāi) 發(fā)一種新型低壓終端無(wú)功補(bǔ)償裝置，并滿足以下要求：智能型控制，免維護(hù)；體積小， 易安裝；功能完善，造價(jià)較低。與前面三種補(bǔ)償方式相比，本補(bǔ)償方式將更能體現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)4:線損率可減少20% ;減小電壓損失，改善電壓質(zhì)量，進(jìn)而改善用電設(shè)備啟動(dòng)和運(yùn)行條件；釋放系統(tǒng)能量，提高線路供電能力。 缺點(diǎn)是由于低壓無(wú)功補(bǔ)償通常按配電變壓器低壓側(cè)最大無(wú)功需求來(lái)確定安 裝容量， 而各配電變壓器低壓負(fù)荷波動(dòng)的不同時(shí)性造成大量電容器在較輕載時(shí)的閑置，設(shè)備利用率不高。綜合以上四種無(wú)功補(bǔ)償方式，性能比較如表1 所示

26、。3 配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償遇到的問(wèn)題隨著人們對(duì)配電網(wǎng)建設(shè)的重視和無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展， 低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在配電系統(tǒng)中 也開(kāi)始普及。 從靜態(tài)補(bǔ)償?shù)絼?dòng)態(tài)補(bǔ)償， 從有觸點(diǎn)補(bǔ)償?shù)綗o(wú)觸點(diǎn)補(bǔ)償， 都取得了豐富的經(jīng)驗(yàn) 5。但是在實(shí)踐中也暴露出一些問(wèn)題，必須引起重視。（1）優(yōu)化的問(wèn)題。目前無(wú)功補(bǔ)償?shù)某霭l(fā)點(diǎn)往往放在用戶側(cè)，只注意補(bǔ)償用戶的功率因數(shù)。然而要實(shí)現(xiàn)有效的降損， 必須從電力系統(tǒng)角度出發(fā)， 通過(guò)計(jì)算全網(wǎng)的無(wú)功潮流， 確定配電網(wǎng) 的補(bǔ)償方式、 最優(yōu)補(bǔ)償容量和補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)， 才能使有限的資金發(fā)揮最大的效益。 無(wú)功優(yōu)化配置 的目標(biāo)是在保證配電網(wǎng)電壓水平的同時(shí)盡可能降低網(wǎng)損。 由于它要對(duì)補(bǔ)償后的運(yùn)行費(fèi)用以及 相應(yīng)的安裝成本

27、同時(shí)達(dá)到最小化，計(jì)算過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜。（2）量測(cè)的問(wèn)題。 目前 10kV 配電網(wǎng)的線路上的負(fù)荷點(diǎn)一般無(wú)表計(jì)， 且人員的技術(shù)水平和管理水平參差不齊， 表計(jì)記錄的準(zhǔn)確性和同時(shí)性無(wú)法保證。 這對(duì)配電網(wǎng)的潮流計(jì)算和無(wú)功優(yōu)化 計(jì)算帶來(lái)很大困難。要爭(zhēng)取帶專變房的用戶的支持，使他們能按一定要求進(jìn)行記錄。380V終端用戶處通常只裝有有功電度表， 要實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的測(cè)量是不可能的。 這也是低壓無(wú)功補(bǔ) 償難于廣泛開(kāi)展的原因所在。（3）諧波的問(wèn)題。電容器本身具備一定的抗諧波能力，但同時(shí)也有放大諧波的副作用。諧 波含量過(guò)大時(shí)會(huì)對(duì)電容器的壽命產(chǎn)生影響， 甚至造成電容器的過(guò)早損壞； 并且由于電容器對(duì) 諧波的放大作用， 將使系統(tǒng)的諧波干擾更嚴(yán)重。 因而做無(wú)功補(bǔ)償時(shí)必須考慮諧波治理， 在有 較大諧波干擾，又需要補(bǔ)償無(wú)功的地點(diǎn)，應(yīng)考慮增加濾波裝置。（4）無(wú)功倒送的問(wèn)題。無(wú)功倒送會(huì)增加配電網(wǎng)的損耗，加重配電線路的負(fù)擔(dān)