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無(wú)功補償技術(shù)對低壓電網(wǎng)功率因數的影響
無(wú)功補償技術(shù)對低壓電網(wǎng)功率因數的影響The technique of reactive compensation’s influence to low voltage network
賈沛建、唐軍
摘要:依據用電設備的功率因數，可測算輸電線(xiàn)路的電能損失。通過(guò)現場(chǎng)技術(shù)改造，可使低于標準要求的功率因數達標，實(shí)現節電目的。本文分析了無(wú)功補償的作用和補償容量的選擇方法，著(zhù)重論述了低壓電網(wǎng)和異步電動(dòng)機無(wú)功補償容量的配置。結合應用實(shí)例說(shuō)明采用無(wú)功補償技術(shù)，提高低壓電網(wǎng)和用電設備的功率因數，已成為節電工作的一項重要措施。
關(guān)鍵詞: 節電技術(shù) 功率因數 無(wú)功補償
Abstract: The power factor of equipment can be used to measure the loss of energy in transmission lines. By refining the technique, we can let the power factor which is below the standard get standardized to save electricity. This article analyses the function of reactive compensation and the ways to choose capacity of compensation. It emphasizes in discussing the configuration of low voltage network and asynchronous motor’s capacity in reactive compensation. By combining with actual examples, this article also explains that using the technique of reactive compensation to improve the power factor of low voltage network and equipment has become an important measure to save electricity.
Key words: Technique of electricity saving ,Power factor, Reactive compensation
1、前言
無(wú)功補償，就其概念而言早為人所知，它就是借助于無(wú)功補償設備提供必要的無(wú)功功率，以提高系統的功率因數，降低能耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量。
無(wú)功補償的合理配置原則
從電力網(wǎng)無(wú)功功率消耗的基本狀況可以看出，各級網(wǎng)絡(luò )和輸配電設備都要消耗一定數量的無(wú)功功率，尤以低壓配電網(wǎng)所占比重最大。為了最大限度地減少無(wú)功功率的傳輸損耗，提高輸配電設備的效率，無(wú)功補償設備的配置，應按照“分級補償，就地平衡”的原則，合理布局。
(1)總體平衡與局部平衡相結合，以局部為主。
(2)電力部門(mén)補償與用戶(hù)補償相結合。
在配電網(wǎng)絡(luò )中，用戶(hù)消耗的無(wú)功功率約占50%～60%，其余的無(wú)功功率消耗在配電網(wǎng)中。因此，為了減少無(wú)功功率在網(wǎng)絡(luò )中的輸送，要盡可能地實(shí)現就地補償，就地平衡，所以必須由電力部門(mén)和用戶(hù)共同進(jìn)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，指在配電網(wǎng)絡(luò )中分散的負荷區，如配電線(xiàn)路，配電變壓器和用戶(hù)的用電設備等進(jìn)行的無(wú)功補償。集中補償，主要是補償主變壓器本身的無(wú)功損耗，以及減少變電所以上輸電線(xiàn)路的無(wú)功電力，從而降低供電網(wǎng)絡(luò )的無(wú)功損耗。但不能降低配電網(wǎng)絡(luò )的無(wú)功損耗。因為用戶(hù)需要的無(wú)功通過(guò)變電所以下的配電線(xiàn)路向負荷端輸送。所以為了有效地降低線(xiàn)損，必須做到無(wú)功功率在哪里發(fā)生，就應在哪里補償。所以，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。
2、影響功率因數的主要因素
功率因數的產(chǎn)生主要是因為交流用電設備在其工作過(guò)程中，除消耗有功功率外，還需要無(wú)功功率。當有功功率P一定時(shí)，如減少無(wú)功功率Q，則功率因數便能夠提高。在極端情況下，當Q=0時(shí)，則其力率=1。因此提高功率因數問(wèn)題的實(shí)質(zhì)就是減少用電設備的無(wú)功功率需要量。
2.1、異步電動(dòng)機和電力變壓器是耗用無(wú)功功率的主要設備
異步電動(dòng)機的定子與轉子間的氣隙是決定異步電動(dòng)機需要較多無(wú)功的主要因素。而異步電動(dòng)機所耗用的無(wú)功功率是由其空載時(shí)的無(wú)功功率和一定負載下無(wú)功功率增加值兩部分所組成。所以要改善異步電動(dòng)機的功率因數就要防止電動(dòng)機的空載運行并盡可能提高負載率。變壓器消耗無(wú)功的主要成份是它的空載無(wú)功功率，它和負載率的大小無(wú)關(guān)。因而，為了改善電力系統和企業(yè)的功率因數，變壓器不應空載運行或長(cháng)其處于低負載運行狀態(tài)。
2.2、 供電電壓超出規定范圍也會(huì )對功率因數造成很大的影響
當供電電壓高于額定值的10%時(shí)，由于磁路飽和的影響，無(wú)功功率將增長(cháng)得很快，據有關(guān)資料統計，當供電電壓為額定值的110%時(shí)，一般工廠(chǎng)的無(wú)功將增加35%左右。當供電電壓低于額定值時(shí)，無(wú)功功率也相應減少而使它們的功率因數有所提高。但供電電壓降低會(huì )影響電氣設備的正常工作。所以，應當采取措施使電力系統的供電電壓盡可能保持穩定。
2.3、電網(wǎng)頻率的波動(dòng)也會(huì )對異步電機和變壓器的磁化無(wú)功功率造成一定的影響
2.4、以上論述了影響電力系統功率因數的一些主要因素，因此必須要尋求一些行之有效的、能夠使低壓電力網(wǎng)功率因數提高的一些實(shí)用方法，使低壓網(wǎng)能夠實(shí)現無(wú)功的就地平衡，達到降損節能的效果。
3、 低壓配電網(wǎng)無(wú)功補償的方法
提高功率因數的主要方法是采用低壓無(wú)功補償技術(shù)，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。
3.1、隨機補償
隨機補償就是將低壓電容器組與電動(dòng)機并接，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用電單位無(wú)功負荷。
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，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。
3.2、隨器補償
隨器補償是指將低壓電容器通過(guò)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(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)功是用電單位無(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。
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，是目前補償無(wú)功最有效的手段之一。
3.3、 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)
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