淺析無功補償?shù)膽?yīng)用

摘  要：介紹無功補償?shù)囊饬x，無功補償?shù)脑怼⒏拍罴跋嚓P(guān)知識，結(jié)合某廠實際情況淺析無功補償在高、低壓配電系統(tǒng)中的重要性及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：低壓無功補償；并聯(lián)電容器；功率因數(shù)

1 無功功率的產(chǎn)生及定義

    交流電路中，由于感性或容性負(fù)載的存在，建立電感的磁場或電容的電場都需要電源多提供一部分不做機械工的功率，稱為無功功率。無功功率把電能裝換成另一種形式的能量，其不直接消耗電能，這也是各種電氣設(shè)備能夠做功的必要條件，并且使這種能量在電網(wǎng)中進(jìn)行周期性的轉(zhuǎn)換。電流在電容原件中做功時，電流是超前電壓90º的，在同一電路工作中，電感產(chǎn)生電流與電容產(chǎn)生電流的方向是相反的，并且相差180º。

2 無功補償?shù)囊饬x

   一般大型企業(yè)采用大量用電設(shè)備，包括電感電動機、變壓器等。供電系統(tǒng)中既包括有功功率，又包括無功功率，使發(fā)電設(shè)備和輸電設(shè)備不能充分發(fā)揮作用，并增加輸電線路的功率損耗和電壓損失，故提高用戶的功率因數(shù)有如下益處。①提高電力系統(tǒng)的供電能力；②減少電力系統(tǒng)中的電壓損失，提高供電質(zhì)量；③降低電力系統(tǒng)中的功率損耗。

3 無功補償?shù)姆椒?/strong>

    為了提高功率因數(shù)，要盡可能的減少電力系統(tǒng)中各個設(shè)備所消耗的無功功率。特別是減少負(fù)荷，減少設(shè)備從電網(wǎng)中取用的無功功率，使電網(wǎng)在輸送有功功率時，少輸送或不輸送無功功率。

3.1 選擇正確電氣設(shè)備

    ①選擇間隔小，電阻小的電氣設(shè)備。如選用電動機時，應(yīng)盡量選擇鼠籠式電動機等。

    ②選用設(shè)備時，盡量避免輕載運行。如選用電動機、變壓器時，應(yīng)盡量選擇容量合適的型號。

3.2 合理運行電氣設(shè)備

    ①電動機、變壓器杜絕輕載運行。針對負(fù)荷小于40%額定功率的電動機，在滿足其啟動條件和穩(wěn)定工作等硬性條件下，可以更換小容量的電機，或者將電動機接線采用星型接法。針對平均負(fù)荷小于30%的變壓器，可以更換成小容量的變壓器，或者調(diào)整參數(shù)負(fù)荷。

    ②嚴(yán)格按照調(diào)度制度，合理安排生產(chǎn)作業(yè)時間，控制設(shè)備空載運行。

    ③提高設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)和檢修質(zhì)量，確保電動機的實際運作情況，符合電磁特性負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 人工補償提高功率因數(shù)

    人工補償提高功率因數(shù)的做法是采用供應(yīng)無功功率的設(shè)備來就地補償用電設(shè)備所需要的無功功率，以減少線路中的無功輸送。

3.4 并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)

3.4.1 電容并聯(lián)補償?shù)墓ぷ髟?/strong>

    在國內(nèi)的大型企業(yè)中，大部分是電感性和電阻性的負(fù)載。因此總的電流Ì將滯后電壓一個角度Φ。如果裝設(shè)電容器，并與負(fù)載并聯(lián)，則電容器的電流Ìc將抵消一部分電感電流Ìl,從而使無功電流Ìl 減小到Ìl＇，總的電流Ì減少到Ì＇，功率因數(shù)則由cosΦ提高到cosΦ＇，如果電容器容量選擇得當(dāng)，可使Φ減少到0而cosΦ提高到1，這就是并聯(lián)補償?shù)墓ぷ髟怼?/p>

3.4.2無功補償區(qū)

    在供電系統(tǒng)中為提高功率因數(shù)，通常采用將電力電容器組并聯(lián)或者運用其他無功補償裝置。這樣就需要考慮電力電容器組裝設(shè)的地點，不同的裝設(shè)地點，得到的無功補償區(qū)及其取得的補償效益是不同的。對于用戶供電系統(tǒng)，電力電容器組的設(shè)置有高壓集中補償、低壓成組補償和就地補償三種方式。

    ①高壓集中補償方式。優(yōu)點：采用高壓集中補償?shù)某跗?，投資要求較低。6~10KV母線上產(chǎn)生的無功功率其曲線變化比較平穩(wěn)，便于運行管理和調(diào)節(jié)，而且利用率高，可提高企業(yè)供電系統(tǒng)的變壓器的負(fù)荷能力。 缺點：高壓集中補償方式對環(huán)境要求高，需要設(shè)有專門的電容器室，并且通風(fēng)好，室內(nèi)溫度適宜，并要求有可靠的放電設(shè)備。但是其經(jīng)濟效果較差，因為只能補償6~10KV電源方向上產(chǎn)生的無功功率和所有向該母線供電的線路上的無功功率，而對于負(fù)荷方向的電網(wǎng)并沒有無功補償效果。高壓集中補償雖然對本企業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟效益較差，但從整體上完善了地區(qū)電網(wǎng)，提高了區(qū)域大電網(wǎng)的功率因數(shù)，所以至今仍是城市及大中型工礦企業(yè)采用的主要無功補償方式。

    ②低壓成組補償方式。優(yōu)點：補償區(qū)域大于高壓集中補償區(qū)域，使用用戶能夠獲得較大的經(jīng)濟效益。而且投資小，通常安裝在低壓配電室，平時運行維護(hù)和管理方便安全。

    ③分散就地補償方式。優(yōu)點：這種方式是將電容組分別裝設(shè)在各組用電設(shè)備上，或安裝在單獨的大容器電動機處。與用電設(shè)備要同時啟用，同時運行，但不能共用一套控制系統(tǒng)。