摘要：本文結(jié)合當(dāng)前人們關(guān)注的電網(wǎng)無功補(bǔ)償問題，重點(diǎn)分析、比較了配電網(wǎng)常用無功補(bǔ)償方案特點(diǎn)，對(duì)于電容補(bǔ)償?shù)耐肚蟹绞竭M(jìn)行了詳細(xì)的比較。并通過對(duì)無功補(bǔ)償應(yīng)用技術(shù)的分析，提出了配電網(wǎng)無功補(bǔ)償工程應(yīng)注意問題和相關(guān)建議
　　關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償，功率因數(shù)，補(bǔ)償方式，接觸器投切，降損節(jié)能，補(bǔ)償控制器，濾波
　　引言：電網(wǎng)中的變壓器、電機(jī)、感應(yīng)加熱器、線圈等感性負(fù)載的電流滯后產(chǎn)生的磁場(chǎng)反向能稱為無功功率。電力的輸送也會(huì)產(chǎn)生大量的無功功率，無功功率導(dǎo)致增加電能消耗及用電成本、增大電網(wǎng)功率損耗和引起電網(wǎng)壓降、降低輸電效率、增加變壓器損耗及配電電纜的尺寸，引發(fā)瞬變、暫態(tài)、波動(dòng)、畸變、下凹等。
　　我國(guó)配電網(wǎng)的規(guī)模巨大，因此配電網(wǎng)無功補(bǔ)償對(duì)降損節(jié)能，改善電壓質(zhì)量意義重大。因此無功補(bǔ)償是電力部門和用戶共同關(guān)注的問題。合理選擇無功補(bǔ)償方案和補(bǔ)償容量，能有效提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，保證電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，提高發(fā)輸電設(shè)備的利用率，降低有功網(wǎng)損和減少發(fā)電費(fèi)用。
　　合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動(dòng)，諧波增大等諸多因素。
　　1、無功功率補(bǔ)償?shù)淖饔?br /> 　　1.1改善功率因數(shù)及相應(yīng)地減少電費(fèi)
　　根據(jù)國(guó)家水電部，物價(jià)局頒布的“功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法”規(guī)定三種功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，相應(yīng)減少電費(fèi)：
　　(1)高壓供電的用電單位，功率因數(shù)為0.9以上。
　　(2)低壓供電的用電單位，功率因數(shù)為0.85以上。
　　(3)低壓供電的農(nóng)業(yè)用戶，功率因數(shù)為0.8以上。
　　根據(jù)“辦法”，補(bǔ)償后的功率因數(shù)以分別不超出0.95、0.94、0.92為宜，因?yàn)槌�過此值，電費(fèi)并沒有減少，相反初次設(shè)備增加，是不經(jīng)濟(jì)的。
　　1.2降低系統(tǒng)的能耗
　　功率因數(shù)的提高，能減少線路損耗及變壓器的銅耗。
　　設(shè)R為線路電阻，ΔP1為原線路損耗，ΔP2為功率因數(shù)提高后線路損耗，則線損減少
　　ΔP=ΔP1－ΔP2=3R(I12－I22)
　　比原來損失減少的百分?jǐn)?shù)為
　　(ΔP/ΔP1)×100％=1－(I2/I1)2•100％
　　式中，I1=P/(U1cosφ1)，I2=P/(U2cosφ2)補(bǔ)償后，由于功率因數(shù)提高，U2>U1，為分析方便，可認(rèn)為U2≈U1，則θ=[1－(cosφ1/cosφ2)2]•100％
　　當(dāng)功率因數(shù)從0.8提高至0.9時(shí)，通過上式計(jì)算，可求得有功損耗降低21％左右。在輸送功率P=UIcosφ不變情況下，cosφ提高，I相對(duì)降低，設(shè)I1為補(bǔ)償前變壓器的電流，I2為補(bǔ)償后變壓器的電流，銅耗分別為ΔP1，ΔP2；銅耗與電流的平方成正比，即
　　ΔP1/ΔP2=I22/I12
　　由于P1=P2，認(rèn)為U2≈U1時(shí)，即I2/I1=cosφ1/cosφ2
　　可知，功率因數(shù)從0.8提高至0.9時(shí)，銅耗相當(dāng)于原來的80％。
　　1.3減少了線路的壓降
　　由于線路傳送電流小了，系統(tǒng)的線路電壓損失相應(yīng)減小，有利于系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定(輕載時(shí)要防止超前電流使電壓上升過高)，有利于大電機(jī)起動(dòng)。
　　1.4增加了供電功率，減少了用電貼費(fèi)
　　對(duì)于原有供電設(shè)備來講，同樣的有功功率下，cosφ提高，負(fù)荷電流減小，同時(shí)降低了變壓器容量，減少了投資費(fèi)用，同時(shí)也減少了運(yùn)行后的基本電費(fèi)。
　　2無功補(bǔ)償?shù)难b置主要有兩種，利用同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償和并聯(lián)電力電容器，在工業(yè)與民用設(shè)計(jì)中，我們經(jīng)常遇到的是并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償。當(dāng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確認(rèn)采用同步電動(dòng)機(jī)作為無功補(bǔ)償合理時(shí)，才可采用同步電動(dòng)機(jī)作為無功補(bǔ)償裝置。
　　3就地補(bǔ)償與集中補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟(jì)分析
　　配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方案有變電站集中補(bǔ)償、配電變低壓補(bǔ)償、配電線路固定補(bǔ)償和用電設(shè)備分散補(bǔ)償。四種方案示意圖見圖1所示。
　　3.1變電站集中補(bǔ)償
　　變電站集中補(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，主要目的是平衡輸電網(wǎng)的無功功率，改善輸電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高系統(tǒng)終端變電所的母線電壓，補(bǔ)償變電站主變壓器和高壓輸電線路的無功損耗。這些補(bǔ)償裝置一般集中接在變電站10kV母線上，因此具有管理容易、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
　　
　　圖1配電網(wǎng)常見無功補(bǔ)償方式示意圖
　　為實(shí)現(xiàn)變電站的電壓/無功綜合控制，通常采用并聯(lián)電容器組和有載調(diào)壓抽頭協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)。鑒于變電站無功補(bǔ)償對(duì)提高高壓電網(wǎng)功率因數(shù)，維持變電所母線電壓和平衡系統(tǒng)無功有重要作用，因此應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的增長(zhǎng)安排、設(shè)計(jì)好變電站的無功補(bǔ)償容量，運(yùn)行中在保證電壓合格和無功補(bǔ)償效果最好的情況下，盡可能使電容器組投切開關(guān)的操作次數(shù)為最少。
　　3.2配電線路固定補(bǔ)償
　　大量配電變壓器要消耗無功，但是很多公用變壓器沒有安裝低壓補(bǔ)償裝置，造成的很大無功缺額需要變電站或發(fā)電廠承擔(dān)，大量的無功沿線傳輸使得配電網(wǎng)的網(wǎng)損居高難下，這種情況下可考慮配電線路無功補(bǔ)償。
　　線路補(bǔ)償一般通過在線路桿塔上安裝電容器實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償。由于線路補(bǔ)償遠(yuǎn)離變電站，因此存在保護(hù)難配置、控制成本高、維護(hù)工作量大、受安裝環(huán)境限制等問題。因此，線路補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償點(diǎn)不宜過多；控制方式應(yīng)從簡(jiǎn)，一般不采用分組投切控制；補(bǔ)償容量也不宜過大，避免出現(xiàn)過補(bǔ)償現(xiàn)象；保護(hù)也要從簡(jiǎn)，可采用熔斷器和避雷器作為過電流和過電壓保護(hù)。
　　線路補(bǔ)償主要提供線路和公用變壓器需要的無功，工程問題關(guān)鍵是選擇補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)和補(bǔ)償容量。線路補(bǔ)償具有投資小、回收快、便于管理和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，適用于功率因數(shù)低、負(fù)荷重的長(zhǎng)線路。線路補(bǔ)償一般采用固定補(bǔ)償，因此存在適應(yīng)能力差，重載情況下補(bǔ)償度不足等問題。自動(dòng)投切線路補(bǔ)償仍是需研究的課題。
　　3.3配電變低壓補(bǔ)償
　　配電變低壓補(bǔ)償是目前應(yīng)用最普遍的補(bǔ)償方法。由于用戶的日負(fù)荷變化大，通常采用微機(jī)控制、跟蹤負(fù)荷波動(dòng)分組投切電容器補(bǔ)償，總補(bǔ)償容量在幾十至幾百千乏不等。目的是提高專用變用戶功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)無功的就地平衡，降低配電網(wǎng)損耗和改善用戶電壓質(zhì)量。
　　配電變低壓無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是補(bǔ)償后功率因數(shù)高、降損節(jié)能效果好。但由于配電變壓器的數(shù)量多、安裝地點(diǎn)分散，因此補(bǔ)償工程的投資較大，運(yùn)行維護(hù)工作量大，也因此要求廠家要盡可能降低裝置的成本，提高裝置的可靠性。

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