淺談10kV配電網(wǎng)的無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償

1功率因數(shù)和無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)幕靖拍?br />　　1.1功率因數(shù):電網(wǎng)中的電氣設(shè)備和電動(dòng)機(jī)、變壓器等屬于既有電感又有電阻的電感性負(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,相位角的余弦COSφ即是功率因數(shù),它是有功功率與視在功率之比即COSφ=P/S。功率因數(shù)是反映電力用戶用電設(shè)備合理使用狀況、電能利用程度及用電管理水平的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。
　　1.2無(wú)功功率補(bǔ)償:把具有容性功率的裝置與感性負(fù)荷聯(lián)接在同一電路，當(dāng)容性裝置釋放能量時(shí)，感性負(fù)荷吸收能量，而感性負(fù)荷釋放能量時(shí)，容性裝置吸收能量，能量在相互轉(zhuǎn)換，感性負(fù)荷所吸收的無(wú)功功率可由容性裝置輸出的無(wú)功功率中得到補(bǔ)償。

2無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康呐c效果
2.1補(bǔ)償無(wú)功功率，提高功率因數(shù)
　　在電網(wǎng)運(yùn)行中，因大量非線性負(fù)載的運(yùn)行，除了要消耗有功功率外，還要消耗一定的無(wú)功功率。負(fù)荷電流在通過(guò)線路、變壓器時(shí)將會(huì)產(chǎn)生功率與電能損耗，由電能損耗公式可知，當(dāng)線路或變壓器輸送的有功功率和電壓不變時(shí)，線損與功率因數(shù)的平方成反比。功率因數(shù)越低電網(wǎng)所需無(wú)功就越多，線損就越大。因此，在受電端安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，可減少負(fù)荷的無(wú)功功率損耗，提高功率因數(shù)，降低線損耗。

2.2提高設(shè)備的供電能力
　　由P=S·COSφ可以看出，當(dāng)設(shè)備的視在功率S一定時(shí)，如果功率因數(shù)COSφ提高，上式中的P也隨之增大，電氣設(shè)備的有功出力也就提高了。

2．3降低電網(wǎng)中的功率損耗和電能損失
　　由公式I=P/（3·U·COSφ）可知當(dāng)有功功率P為定值時(shí)，負(fù)荷電流I與COSφ成反比，安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置后，功率因數(shù)提高，使線路中的電流減小，從而使功率損耗降低：ΔP=I2R降低電網(wǎng)中的功率損耗是安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的主要目的。

2．4改善電壓質(zhì)量
　　在線路中電壓損失ΔU的計(jì)算公式如下: 
 
式中:ΔU——線路中的電壓損失kV
P——有功功率MW
Q——無(wú)功功率Mvar
Ue——額定電壓KV
R——線路總電阻Ω
XL——線路感抗Ω
由上式可見(jiàn)，當(dāng)線路中的無(wú)功功率Q減少以后，電壓損失ΔU也就減少了。

2.5減少用戶電費(fèi)開(kāi)支，降低生產(chǎn)成本。

2.6減小設(shè)備容量，節(jié)省電網(wǎng)投資。

3無(wú)功補(bǔ)償容量的選擇
3.1按提高功率因數(shù)值確定補(bǔ)償容量Qc。

式中，P—最大負(fù)荷月的平均有功功率KW
COSφ1 COSφ2——補(bǔ)償前后功率因數(shù)值。
例如: 某加工廠最大負(fù)荷月的平均有功功率為300KW，功率因數(shù)COSφ=0.6，擬將功率因數(shù)提高到0.9，則所選的電容器容量為:

3.3按感應(yīng)電動(dòng)機(jī)空載電流值確定補(bǔ)償容量。
　　電動(dòng)機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償一般采用就地補(bǔ)償方式，電容器隨電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行和停止投退，容量以不超過(guò)電動(dòng)機(jī)空載的無(wú)功損耗為宜，計(jì)算公式:
 

式中Ue——電動(dòng)機(jī)額定電壓（kV）
Io——電動(dòng)機(jī)空載電流可用鉗形電流表測(cè)出，若粗略估算，也可用下式：
Qc=（1/4~1/2）Pn
式中Pn——電動(dòng)機(jī)額定功率KW

3.4按配電變壓器容量確定補(bǔ)償容量
　　配電變壓器低壓側(cè)安裝電容器時(shí)，應(yīng)考慮以下原則: 在輕負(fù)荷時(shí)，防止向10KV電網(wǎng)'>配電網(wǎng)倒送無(wú)功，以取得最大的節(jié)能效果，根據(jù)配變?nèi)萘堪聪率接?jì)算:
Qc=（0.10~0.15）Sn(Kvar)
Sn——配變?nèi)萘縦VA

　　總之，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置，應(yīng)按照“全面規(guī)劃，合理布局，分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”的原則，要把降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主; 又要把集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分散補(bǔ)償為主; 同時(shí)，供電部門補(bǔ)償與用戶補(bǔ)償相結(jié)合，以就地平衡為主，共同搞好無(wú)功補(bǔ)償?shù)呐渲煤凸芾?，從而取得無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖畲蠼?jīng)濟(jì)效益