一、無功補(bǔ)償?shù)母拍?/p>

電網(wǎng)中的大部分電力負(fù)荷，如電機(jī)和變壓器，都是感性負(fù)荷，在運(yùn)行過程中需要向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無功功率。并聯(lián)電容器等無功補(bǔ)償設(shè)備安裝在電網(wǎng)中后，可提供感性負(fù)荷消耗的無功功率，減少電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供的無功功率，減少無功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，減少無功功率輸送造成的電力損失，即無功補(bǔ)償。

二、無功補(bǔ)償合理配置原則

從電網(wǎng)無功功耗的基本情況可以看出，各級網(wǎng)絡(luò)和輸配電設(shè)備消耗一定數(shù)量的無功功率，尤其是低壓配電網(wǎng)。為了限度地減少無功功率的傳輸損耗，提高輸配電設(shè)備的效率，無功補(bǔ)償設(shè)備的配置應(yīng)遵循“分級補(bǔ)償，就地平衡”原則，合理布局。

1)整體平衡與局部平衡相結(jié)合，以局部為主。

2)電力部門補(bǔ)償與用戶補(bǔ)償相結(jié)合。

3)分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合，以分散為主。

4)降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主。

2.功率容量與功率因數(shù)之間的曲線

三、無功補(bǔ)償容量的確定

220kV以及以下電網(wǎng)容性無功補(bǔ)償設(shè)備總?cè)萘縌C，可按下式計(jì)算

QC=1.15QDM-QF-QR-QLC

QDM=kPDM

式中QDM——自然無功負(fù)荷；

QF——本網(wǎng)發(fā)電機(jī)的無功功率；

QR——上級網(wǎng)和鄰網(wǎng)輸入的無功功率；

QLC——110kV以上架空線和電纜的充電功率；

PDM——電網(wǎng)有功發(fā)電負(fù)荷；

K——的自然無功負(fù)荷系數(shù)，kvar/Kw。

K該值與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、變壓級數(shù)、負(fù)荷組成、負(fù)荷水平、負(fù)荷電壓特性等因素有關(guān)。運(yùn)行的電網(wǎng)可以通過實(shí)際測量來確定，計(jì)劃中的電網(wǎng)可以參照下表中的值來估算。當(dāng)本網(wǎng)絡(luò)中發(fā)電機(jī)的功率比較大時(shí)，k應(yīng)選擇較高值；或鄰網(wǎng)輸入有功功率比例較大時(shí)，k值取較低值。

3.考慮中低電壓等級電網(wǎng)無功補(bǔ)償容量原則1

1)變電站10kV母線，一般按主變?nèi)萘康?5%~20%進(jìn)行補(bǔ)償。

2)普通負(fù)荷公用變壓器0.4kV低壓補(bǔ)償，可按配變?nèi)萘康?0%~30%進(jìn)行補(bǔ)償。

3)企業(yè)專用變壓器0.4kV低壓補(bǔ)償，可按配變?nèi)萘康?0%~60%進(jìn)行補(bǔ)償。

4)當(dāng)三相電壓不平衡(單相負(fù)荷較多)時(shí)，應(yīng)考慮一定容量的分相補(bǔ)償。

5)補(bǔ)償點(diǎn)有諧波時(shí)，還應(yīng)考慮串聯(lián)一定比例的電抗器，形成調(diào)諧支路，濾除線路上的高次諧波。

6)采用固定補(bǔ)償方式時(shí)，應(yīng)選擇較小的補(bǔ)償總?cè)萘?，避免線路輕載時(shí)出現(xiàn)過補(bǔ)，導(dǎo)致無功倒送。

7)采用自動(dòng)補(bǔ)償方式時(shí)，應(yīng)選擇較大的補(bǔ)償總?cè)萘?，避免高峰?fù)荷時(shí)出現(xiàn)欠補(bǔ)，造成力率過低。

8)當(dāng)電容器額定電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓不相等時(shí)，補(bǔ)償容量≠需要修改安裝容量和裝機(jī)容量。

四、電容器無功補(bǔ)償原理

電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗主要是感性的，需要容性無功來補(bǔ)償感性無功

將電容并入RL電路后，電路如圖所示（a）電路電流方程如下：

由圖（b）從并聯(lián)電容后U和UI相位差較小，即供電電路功率因數(shù)增加。此時(shí)，供電電流的相位滯后于電壓，這種情況稱為欠補(bǔ)償。

如果電容C的容量過大，使供電電流的相位超過電壓，則稱為過補(bǔ)償。其向量圖，如其向量圖，如（c）所示。通常不希望有補(bǔ)償，因?yàn)檫@樣會(huì)：

(1)變壓器二次側(cè)電壓升高

(2)在電力線路上傳輸容性無功功率也會(huì)增加電能損耗

（3）如果電源線電壓升高，也會(huì)增加電容器本身的功耗，增加溫升，影響電容器的使用壽命。

電容器的補(bǔ)償容量與所采用的補(bǔ)償方式、未補(bǔ)償、電容器的連接方式有關(guān)。

4.電容器容量計(jì)算器容量計(jì)算

QC=Pav(tgφ1-tgφ2)或QC=Pav×qc式中：Pav—負(fù)荷的日平均功率。

φ1-補(bǔ)償前的功率因數(shù)角，可取負(fù)時(shí)的值φ2-補(bǔ)償后的功率因數(shù)角，一般取0.90~0.95

qc—電容器補(bǔ)償率，qc=tgφ1-tgφ2，查表可知

(1)電容器組為星形接法時(shí)

式中：UL—電網(wǎng)線電壓裝設(shè)地點(diǎn)VIC—電容器組的線電流ACφ—圖片顯示了電容器組每相的電容量

又則圖片

4.電容器容量計(jì)算22

式中：ICN—電機(jī)的額定電流A

COSφN—自然功率因數(shù)

需要注意的是，如果電容器的實(shí)際運(yùn)行電壓與電容器的額定電壓不一致，則電容器的實(shí)際補(bǔ)償容量QC1為圖片

式中：UW—電容器的實(shí)際運(yùn)行電壓

UNC—電容器的額定電壓

QNC—電容器的額定容量

5、并聯(lián)電容器過度補(bǔ)償?shù)奈：邦A(yù)防

5.補(bǔ)償?shù)奈：?/p>

(1)提高網(wǎng)絡(luò)電壓。提高網(wǎng)絡(luò)電壓主要發(fā)生在變壓器上。根據(jù)變壓器等值電路圖進(jìn)行分析。

變壓器等值電路如圖1所示。r1,r2,x1,x2分別邊、副邊繞組的電阻和電抗，U1、原邊電壓，U二是轉(zhuǎn)換到原邊的副邊電壓，c′代表容性負(fù)荷r=r1+r2,x=x1+x2、圖1可簡化為圖2。

因?yàn)樨?fù)荷是容性的，所以I1超前于U′2、設(shè)置超前相角Φ。在變壓器中，電阻遠(yuǎn)大于電阻，即x＞＞r，如圖3所示，我們可以制作電路的向量圖。從圖中可以看出，U′2＞U1，若U1＝Ue(額定電壓)，則V2＞Ve。

電壓升高不僅威脅線路和設(shè)備的安全，也威脅電容器本身的安全。中國電容器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電容器的運(yùn)行電壓如表1所示。從表1可以看出，電壓超過1.1Ue，電容器必須退出運(yùn)行，否則會(huì)因過電流而加熱，縮短其使用壽命，甚至立即燒毀。

(2)增加有功損耗。

補(bǔ)償從三個(gè)方面增加了有功損失：

①無功倒送損耗:

無功功率向電源方向反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致電壓損失和電能損失與自然傳輸相同。無功反轉(zhuǎn)越多，電壓損失和電能損失就越大。

②多余的電容器ΔC有功損耗：

電容器的有功損耗主要是介質(zhì)損耗，占電容器有功損耗的98%以上。介質(zhì)損耗可按以下計(jì)算：

ΔP＝2πfcu2tgδ

式中δ——電容器介質(zhì)損失角

f——電源頻率Hz

C——電容器電容量μF

V——電容器端電壓kV

多余電容器的有功損耗為：

Δ=2πf(ΔC)V2tgδ

式中ΔC——多余電容器的電容量

③電容器因電壓升高而增加的有功損耗:

這種損耗與電壓升高的平方成正比。設(shè)置電壓升高。ΔU，增加的損失為：

ΔP=2πfC(ΔU)2tgδ

(3)降低功率因數(shù)，增加電費(fèi)負(fù)擔(dān)。

為防止無功電能表倒轉(zhuǎn)，供電部門不再使用Dx普遍采用2型無功電能表DXT—M雙向無功脈沖電能表。無功功率的正向或反向流動(dòng)，無功電能表是正向的，即記錄為無功消耗。根據(jù)以下公式：

cosφ=

式中AP——有功電能kW·h

AQ——無功電能kvar

從上面可以看出，AQ上升，cosφ下降。根據(jù)《功率因素調(diào)整電費(fèi)辦法》，當(dāng)功率因素低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)提高電價(jià)，以便支付更多的電費(fèi)。

5.2預(yù)防過補(bǔ)償措施