無功功率補償介紹

低壓配電網無功補償的方法

　　提高功率因數的主要方法是采用低壓無功補償技術，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荷。

　　隨機補償的優點：用電設備運行時，無功補償投入，用電設備停運時，補償設備也退出，而且不需頻繁調整補償容量。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，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荷的主要部分，對于輕負載的配變而言，這部分損耗占供電量的比例很大，從而導致電費單價的增加。

　　隨器補償的優點：接線簡單、維護管理方便、能有效地補償配變空載無功，限制農網無功基荷，使該部分無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低無功網損，具有較高的經濟性，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。

　　跟蹤補償的優點是運行方式靈活，運行維護工作量小，比前兩種補償方式壽命相對延長、運行更可靠。應優先選用跟蹤補償方式。

　　高壓配電網無功補償

　　1. 為提高10kV配電線路的供電可靠性和供電可靠率，使電力系統運行穩定、安全、經濟。通過城、農網的建設與改造工作，對10kV配電線路加裝無功補償裝置系統，能使配電網供電能力和客戶端電壓質量明顯改善、供電可靠性顯著提高。

　　2. 國家電力公司下發關于電力行業創一流的文件中，要求10kV功率因數不小于0.9，線損不大于5%，及電壓質量和無功補償的運行管理等內容，其主要解決的問題關鍵之一，是在10kV線路中投入一定的電容器，采用固定或自動相結合的投入方式實現無功補償。如果在一條供電線路中投入固定的電容器組，一般是按線路低負荷進行計算，而自動補償量是在線路滿負荷時計算出來的值，一條線路有固定和自動補償兩種方式相互配合，即可達到理想的效果。

　　3. 無功補償的原則是就地平衡，根據農網配電線路的實際情況比較復雜，不可能是統一模式，所以要采用分散和集中、固定和自動相結合的方法，分三步進行：一是變電所內按主變壓器容量的15%左右安裝固定補償電容器組。二是在線路負荷中心或某處按低負荷時的無功需求量安裝固定補償電容器組。三是在線路負荷中心的上側安裝自動補償電容器組。

　　4. 對于農網主要使用的10 kV配網系統，完整的無功補償應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)。

　　經驗估算：當COSφ約在0.6~0.7時，可按饋路實際負荷的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，單點補償地點選在離線路首端2/3處，補償的容量應為無功負荷的2/3;兩點補償分別裝設在距首端2/5和4/5處;若線路較長，負荷較大，實施固定補償與自動補償相結合、在線路上三點進行分散補償：第一組裝設在該線路2/7處為固定補償;第二組為自動補償，裝設在該線路的4/7處，也是負荷較為集中地段;第三組為固定補償，裝設在該線路的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載自然功率因數低的線路進行補償。根據農村實際狀況，農網線路補償的補償點不宜過多;控制方式應從簡;保護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。

　　6. 確定某一條配電線路的補償容量，應根據該線路的平均無功負荷和最小無功負荷計算，當線路的最小無功負荷小于平均無功負荷的2/3時，考慮到無功不應倒送，可安裝固定的補償裝置，但應按最小無功負荷確定補償容量。當線路中有較大無功負荷點時，除應考慮與線路始端的距離外，也應考慮大的無功負荷點。實際裝設補償裝置每組以100～200 kvar為宜。

　　無功功率補償計算方法

　　在進行新廠礦的電氣設計時，首先要對用電網絡進行負荷計算，然后根據負荷計算情況， 進行無功功率補償，選擇相應的補償方法，選擇補償器。

　　最大負荷補償計算法

　　所謂最大負荷補償計算法就是利用需要系數法，計算最大負荷時的有功功率、無功功率和 視在功率、補償前最大功率因數和補償后最大功率因數，選定補償設備。無功功率補償器的容量由下式確定

　　Qc=Pj(tgφ1-tgφ2)　　(1)

　　式中　Pj，Qj，Sj--補償前的負荷有功功率、無功功率、視在功率;

　　Qj1，Sj1--補償后的負荷無功功率、視在功率;

　　Qc--無功功率補償器的容量，即移相電容器容量。

　　平均負荷補償計算法

　　在實際中，要實行無功功率補償所采用的是補償前平均功率因數(自然平均功率因數)和 補償后平均功率因數來選擇移相電容器。無功功率補償器的容量由下式確定Qc′=αPj(tgφ1′--tgφ2′)　　(2)

　　式中：PP，QP--平均有功負荷、無功負荷;

　　α，β--平均有功、無功負荷系數。

　　兩種計算方法的比較

　　在(1)式和(2)式中，φ1、φ1′是補償前的值，φ2、φ2′是補償后的值，設用 兩種方法補償后的功率因數相同。

　　在實際工程中，一般都是感性負載，全廠總功率因數在0.71～0.90，即tgφ1′=0.99～0.48之間，取α=0.725，β=0.79，補償后的功率因數為0.95 ，即：tgφ2=0.33。則：，可見Qc>Qc ′，這 說明最大負荷補償計算法和平均負荷補償計算法選取的補償容量不同。且最大負荷補償計算 法得到的補償容量大。