淺談10kV配電網(wǎng)的無功優(yōu)化補(bǔ)償

　　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)荷所吸收的無功功率可由容性裝置輸出的無功功率中得到補(bǔ)償。

　　2.無功補(bǔ)償?shù)哪康呐c效果

　　2.1補(bǔ)償無功功率，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，還要消耗一定的無功功率。負(fù)荷電流在通過線路、變壓器時(shí)將會產(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)所需無功就越多，線損就越大。因此，在受電端安裝無功補(bǔ)償裝置，可減少負(fù)荷的無功功率損耗，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，當(dāng)線路中的無功功率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，容量以不超過電動(dòng)機(jī)空載的無功損耗為宜，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配電網(wǎng)倒送無功，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，共同搞好無功補(bǔ)償?shù)呐渲煤凸芾?，從而取得無功補(bǔ)償?shù)淖畲蠼?jīng)濟(jì)效益。