淺談10kV配電網的無功優化補償

1、功率因數和無功功率補償的基本概念

　　1.1功率因數:電網中的電氣設備和電動機、變壓器等屬于既有電感又有電阻的電感性負載,電感性負載的電壓和電流的相量間存在著一個相位差,相位角的余弦COSφ即是功率因數,它是有功功率與視在功率之比即COSφ=P/S。功率因數是反映電力用戶用電設備合理使用狀況、電能利用程度及用電管理水平的一個重要技術指標。

　　1.2無功功率補償:把具有容性功率的裝置與感性負荷聯接在同一電路，當容性裝置釋放能量時，感性負荷吸收能量，而感性負荷釋放能量時，容性裝置吸收能量，能量在相互轉換，感性負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償。

　　2、無功補償的目的與效果

　　2.1補償無功功率，提高功率因數

　　在電網運行中，因大量非線性負載的運行，除了要消耗有功功率外，還要消耗一定的無功功率。負荷電流在通過線路、變壓器時將會產生功率與電能損耗，由電能損耗公式可知，當線路或變壓器輸送的有功功率和電壓不變時，線損與功率因數的平方成反比。功率因數越低電網所需無功就越多，線損就越大。因此，在受電端安裝無功補償裝置，可減少負荷的無功功率損耗，提高功率因數，降低線損耗。

　　2.2提高設備的供電能力

　　由P=S·COSφ可以看出，當設備的視在功率S一定時，如果功率因數COSφ提高，上式中的P也隨之增大，電氣設備的有功出力也就提高了。

　　2．3降低電網中的功率損耗和電能損失

　　由公式I=P/（3·U·COSφ）可知當有功功率P為定值時，負荷電流I與COSφ成反比，安裝無功補償裝置后，功率因數提高，使線路中的電流減小，從而使功率損耗降低：ΔP=I2R降低電網中的功率損耗是安裝無功補償設備的主要目的。

　　2．4改善電壓質量

　　在線路中電壓損失ΔU的計算公式如下:

 

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減少用戶電費開支，降低生產成本。

2.6減小設備容量，節省電網投資。

3無功補償容量的選擇

3.1按提高功率因數值確定補償容量Qc。

式中，P—zui大負荷月的平均有功功率KW

COSφ1 COSφ2——補償前后功率因數值。

例如: 某加工廠zui大負荷月的平均有功功率為300KW，功率因數COSφ=0.6，擬將功率因數提高到0.9，則所選的電容器容量為:

3.3按感應電動機空載電流值確定補償容量。

電動機的無功補償一般采用就地補償方式，電容器隨電動機的運行和停止投退，容量以不超過電動機空載的無功損耗為宜，計算公式:

式中Ue——電動機額定電壓（kV）

Io——電動機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——電動機額定功率KW

3.4按配電變壓器容量確定補償容量

配電變壓器低壓側安裝電容器時，應考慮以下原則: 在輕負荷時，防止向10KV電網'>配電網倒送無功，以取得zui大的節能效果，根據配變容量按下式計算:

Qc=（0.10~0.15）Sn（Kvar）

Sn——配變容量kVA

總之，無功補償設備的配置，應按照“全面規劃，合理布局，分級補償，就地平衡”的原則，要把降損與調壓相結合，以降損為主; 又要把集中補償與分散補償相結合，以分散補償為主; 同時，供電部門補償與用戶補償相結合，以就地平衡為主，共同搞好無功補償的配置和管理，從而取得無功補償的zui大經濟效益。