電容器在配電網(wǎng)中的應用

無(wú)功補償，在電力供電系統中起提高電網(wǎng)的功率因數的作用，無(wú)功補償可以降低供電變壓器及輸送線(xiàn)路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無(wú)功功率補償裝置在電力供電系統中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。合理地選擇補償裝置，可以做到最大限度地減少網(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，可能造成供電系統，電壓波動(dòng)，諧波增大等諸多因素。
　　一、無(wú)功功率的形成
　　交流電在通過(guò)純電阻的時(shí)候，電能都轉成了熱能，而在通過(guò)純容性或者純感性負載的時(shí)候，并不做功，也就是說(shuō)沒(méi)有消耗電能，即為無(wú)功功率，當然實(shí)際負載，不可能為純容性負載或者純感性負載，一般都是混合性負載，這樣電流在通過(guò)它們的時(shí)候，就有部分電能不做功，就是無(wú)功功率，此時(shí)的功率因數小于1，為了提高電能的利用率，就要進(jìn)行無(wú)功補償。
　　二、采用無(wú)功補償提高功率因數的作用
　　第一，提高供電設備的利用率。在供電設備視在功率S一定的情況下，功率因數COSΦ越大，該供電設備可以帶更多的有功負載（P=S*COSΦ）。
　　第二，提高輸電效率。當有功負載（P）一定時(shí)，因為（P＝UI*COSΦ），電壓U不變化，COSΦ越大，則電流I越小，電流I在線(xiàn)路中的損耗就越小。
　　第三，改善供電質(zhì)量。電流I越小，線(xiàn)路中電壓損耗就越小，線(xiàn)路末端電壓就可以得到更好的保證。
　　第四，提高輸電安全性。電流I小，線(xiàn)路發(fā)熱降低，提高輸電線(xiàn)路的安全性。
　　三、補償容量的選擇
　　對于用量最多的每分鐘1500轉和3000轉的電機用額定容量（kW）30%士0.5（kvar）的估算方法，可迅速簡(jiǎn)便地求出所需補償電容的容量。以30kW電機為標準，如果電機容量小于30kW的每臺增加0.5kvar。容量大于30kW的每臺就減少0.5kvar。
　　一般農村配電網(wǎng)中的電容容量的速算法：
　　電動(dòng)機：隨機補償——Qc=（0.95-0.98）√3IoUn
　　Io——電動(dòng)機的勵磁電流；Un——電動(dòng)機的額定電壓。
　　對于排灌用普通電動(dòng)機：隨機補償——Qc=（0.5-0.6）Pn
　　Pn——排灌電動(dòng)機額定有功功率。
　　四、配電網(wǎng)無(wú)功補償的一般方法
　　低壓無(wú)功補償我們通常采用的方法主要有三種：隨機補償、隨器補償和跟蹤補償。下面簡(jiǎn)單介紹這三種補償方式的適用范圍及使用該種補償方式的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　第一，隨機補償。隨機補償就是根據個(gè)別用電設備對無(wú)功的需要量將單臺或多臺低壓電容器組分散地與用電設備并接，它與用電設備共用一套斷路器。通過(guò)控制、保護裝置與電機同時(shí)投切。隨機補償適用于補償個(gè)別大容量且連續運行（如大中型異步電動(dòng)機）的無(wú)功消耗，以補勵磁無(wú)功為主。此種方式可較好地限制農網(wǎng)無(wú)功峰荷。
　　隨機補償的優(yōu)點(diǎn)是：用電設備運行時(shí)，無(wú)功補償投入，用電設備停運時(shí)，補償設備也退出，不會(huì )造成無(wú)功倒送，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(jiǎn)單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。
　　第二，隨器補償。隨器補償是指將低壓電容器通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)接在配電變壓器二次側，以無(wú)功補償配電變壓器空載無(wú)功的補償方式。配變在輕載或空載時(shí)的無(wú)功負荷主要是變壓器的空載勵磁無(wú)功，配變空載無(wú)功是農網(wǎng)無(wú)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(jià)的增加，不利于電費的同網(wǎng)同價(jià)。
　　隨器補償的優(yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單、維護管理方便、能有效地補償配變空載無(wú)功，限制農網(wǎng)無(wú)功基荷，使該部分無(wú)功就地平衡，從而提高配變利用率，降低無(wú)功網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟性，是目前無(wú)功補償中常用的手段之一。
　　第三，跟蹤補償。跟蹤補償是指以無(wú)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(hù)0.4kV母線(xiàn)上的補償方式。適用于100kVA以上的專(zhuān)用配電用戶(hù)，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(yōu)點(diǎn)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(cháng)、運行更可靠。但缺點(diǎn)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(shí)，應優(yōu)先選用跟蹤補償方式。
　　五、補償后的經(jīng)濟效益
　　從補償后效果來(lái)看，補償后動(dòng)力電流可以下降1/3以上，有些甚至能下降50%，臺區線(xiàn)損基本上可以降低2-4個(gè)百分點(diǎn)，可以起到較好的降損效果。
　　在電網(wǎng)中，線(xiàn)路或變壓器的可變功率損耗為：
　�。校絀２Ｒ×10-３
　　假設一臺50kVA變壓器，主要負荷為5臺7.5kW三相異步電動(dòng)機，月供電量20000kwh，線(xiàn)損為7.2%，經(jīng)過(guò)無(wú)功補償原功率因數cosΦ1＝0.7，提高到cosΦ2＝0.9。
　　提高負荷的功率因數與降低線(xiàn)損的關(guān)系為：
　　△Ｐ%＝[１-（cosΦ21/cosΦ22）]×100%
　　式中
　　cosΦ1——負荷原功率因數，cosΦ2——補償后的功率因數
　　可變損耗降低：
　　△Ｐ%=[１-（cosΦ2１/cosΦ22）]×100%
　　=[１-（0.49/0.81）]×100%
　　=39.51%
　　月?lián)p耗電量：7.2%×20000=1440kwh
　　月總損耗降低電量：39.51%×1440=569kwh
　　按動(dòng)力電價(jià)0.63元/千瓦時(shí)計算，月節省電費：
　　0.63×569=358.47元

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