無功補償對低壓電網(wǎng)功率因數(shù)的影響

返回列表來源：領步電能質量發(fā)布時間：2017-08-24分享加入收藏關注：-

          在供電過程中，用戶的功率因數(shù)的高低，不僅關系到電網(wǎng)中功率損耗和電能損害、子啊供電線路的電壓損失和電壓波動，而且還關系到節(jié)約電能和整個供電區(qū)域的供電質量。
          功率因數(shù)：是指電網(wǎng)中線路的視載功率供給有功功率的消耗所占的百分數(shù)。
          用戶功率因數(shù)的高低，對于電力系統(tǒng)發(fā)、 供、用電設備的充分利用，有著顯著的影響。適當提高用戶的功率因數(shù)，不但可以充分地發(fā)揮發(fā)、供電設備的生產能力，減少線路損失，改善電壓質量，而且可以提高用戶用電設備的工作效率和用戶本身節(jié)約電。因此，若能有效地搞好低壓補償，不但可以減輕上一級電網(wǎng)補償?shù)膲毫?，改善提高用戶功率因?shù)，而且能夠有效地降低電能損失，減少用戶電費。

一、影響功率因數(shù)的主要因素
          功率因數(shù)的產生主要是因為交流用電設備在其工作過程中，除消耗有功功率外，還需要無功功率。當有功功率P一定時，如減少無功功率Q，則功率因數(shù)便能夠提高。在極端情況下，當Q=0時，則其功率因數(shù)為1。因此提高功率因數(shù)問題的實質就是減少用電設備的無功功率需要量。
          1、異步電動機和電力變壓器是耗用無功功率的主要設備。異步電動機的定子與轉子間的氣隙是決定異步電動機需要較多無功的主要因素。而異步電動機所耗用的無功功率是由其空載時的無功功率和一定負載下無功功率增加值兩部分所組成。所以要改善異步電動機的功率因數(shù)就要防止電動機的空載運行并盡可能提高負載率。變壓器無功消耗主要是空載和低負荷，與負載率的大小無關。因而，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應空載運行或長期處于低負載運行狀態(tài)。
          2、供電電壓超出規(guī)定范圍也會對功率因數(shù)造成很大的影響。當供電電壓高于額定值的10%時，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快。據(jù)有關資料統(tǒng)計，當供電電壓為額定值的110%時，一般工廠的無功將增加35%左右。當供電電壓低于額定值時，無功功率也相應減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會影響電氣設備的正常工作。所以，應當采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。
          3、電網(wǎng)頻率的波動也會對異步電機和變壓器的磁化無功功率造成一定的影響。

二、供電系統(tǒng)無功補償方式
          為了充分地減少無功功率的傳輸損耗，提高輸配電設備的效率。無功補償設備的配置，應按照“分級補償，就地平衡”的原則。
          1、總體平衡與局部平衡相結合，以局部為主。
          2、電力部門補償與用戶補償相結合。在配電網(wǎng)絡中，用戶消耗的無功功率約占50%～60%，其余的無功功率消耗在配電網(wǎng)中。因此，為了減少無功功率在網(wǎng)絡中的輸送，要盡可能地實現(xiàn)就地補償，就地平衡，所以必須由電力部門和用戶共同進行補償。
          3、分散補償與集中補償相結合，以分散為主。集中補償是在變電所集中裝設較大容量的補償電容器；分散補償是指在配電網(wǎng)絡中分散的負荷區(qū)，如配電線路，配電變壓器和用戶的用電設備等進行的無功補償。集中補償主要是補償主變壓器本身的無功損耗，以及減少變電所以上輸電線路的無功電力，從而降低供電網(wǎng)絡的無功損耗，但不能降低配電網(wǎng)絡的無功損耗，因為用戶需要的無功通過變電所以下的配電線路向負荷端輸送，所以，為了有效地降低線損，必須做到無功功率在那里發(fā)生，就應在那里補償。于是，中、低壓配電網(wǎng)應以分散補償為主。
          4、降損與調壓相結合，以降損為主。
三、低壓配電網(wǎng)無功補償?shù)姆椒?/span>
          提高功率因數(shù)的主要方法是采用低壓無功補償技術，西山煤電集團公司屯蘭礦選煤廠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?shù)膬?yōu)點是：
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?shù)膬?yōu)點：接線簡單、維護管理方便、能有效地補償配變空載無功消耗，限制農網(wǎng)無功消耗，使該部分無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低無功網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟性，是目前補償無功有效的手段之一。
          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?shù)膬?yōu)點：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。但缺點是控制保護裝置復雜、首期投資相對較大。
但當這三種補償方式的經(jīng)濟性接近時，應優(yōu)先選用跟蹤補償方式。
四、無功補償帶來的效益
          在現(xiàn)代用電企業(yè)中，在數(shù)量眾多、容量大小不等的感性設備連接于電力系統(tǒng)中，以致電網(wǎng)傳輸功率除有功功率外，還有無功功率。如，自然平均功率因數(shù)在0.70～0.85之間。企業(yè)消耗電網(wǎng)的無功功率約占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因數(shù)提高到0.95左右，則無功消耗只占有功消耗的30%左右。由于減少了電網(wǎng)無功功率的輸入，會給用電企業(yè)帶來效益。
          1、節(jié)省企業(yè)電費開支。提高功率因數(shù)對企業(yè)的直接經(jīng)濟效益是明顯的，因為國家電價制度中，從合理利用有限電能出發(fā)，對不同企業(yè)的功率因數(shù)規(guī)定了要求達到的不同數(shù)值，低于規(guī)定的數(shù)值，需要多收電費，高于規(guī)定數(shù)值，可相應地減少電費。可見，提高功率因數(shù)對企業(yè)有著重要的經(jīng)濟意義。
          2、提高設備的利用率。對于原有供電設備來講，在同樣有功功率下，因功率因數(shù)的提高，負荷電流減少，因此向負荷傳送功率所經(jīng)過的變壓器、開關和導線等供配電設備都增加了功率儲備，從而滿足了負荷增長的需要。如果原網(wǎng)絡已趨于過載，由于功率因數(shù)的提高，輸送無功電流的減少，使系統(tǒng)不致于過載運行，從而發(fā)揮原有設備的潛力。對尚處于設計階段的新建企業(yè)來說則能降低設備容量，減少投資費用，在一定條件下，改善后的功率因數(shù)可以使所選變壓器容量降低。因此，使用無功補償不但減少初次投資費用，而且減少了運行后的基本電費。

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