低壓電容器無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)與經(jīng)濟(jì)性

虞衛(wèi)東

摘 要：無功補(bǔ)償技術(shù)在提高低壓電容器的供電效率方面具有十分重要的作用，在電力供應(yīng)系統(tǒng)中，通過低壓電容器的電能有一部分由于電容器電阻過低的原因做了無功功率，使電能在傳輸過程中出現(xiàn)了不必要的損耗現(xiàn)象，為了改善這種電能消耗情況，要在電能傳輸過程中進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。無功補(bǔ)償技術(shù)可以有效補(bǔ)償在電能輸送中損失的電流，減少電能的浪費(fèi)，保證供電的綜合效能。無功功率補(bǔ)償設(shè)備和技術(shù)的選擇要根據(jù)電網(wǎng)供電系數(shù)相匹配，否則就發(fā)揮不了其應(yīng)有的作用。文章就對(duì)無功補(bǔ)償?shù)姆N類和作用進(jìn)行了詳盡分析，并指出了在技術(shù)操作上應(yīng)該注意的問題，以提高無功補(bǔ)償技術(shù)的效率。

關(guān)鍵詞：穩(wěn)定電壓；補(bǔ)償方式；補(bǔ)償值確定

近年來，由于經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，我國社會(huì)生產(chǎn)生活用電量激增，給電力供應(yīng)系統(tǒng)帶來了前所未有的挑戰(zhàn)，尤其是在用電量過于集中的夏季，一些城市甚至不得不采用限電措施進(jìn)行電量的合理分配，以保證供電的效果。要想提高電力系統(tǒng)的供電效率，可以通過無功補(bǔ)償?shù)姆绞教岣唠娙萜鞴?yīng)電能的效率，增強(qiáng)電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。電流在進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中，電能會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩羲枰臒崮?，但是?dāng)電流在通過電阻極低的用電設(shè)備時(shí)，會(huì)發(fā)生電能做無用功的現(xiàn)象，造成了一部分電流的浪費(fèi)，也就是說，此時(shí)電流所產(chǎn)生的功率與實(shí)際功率之間產(chǎn)生了較大的差距，為了彌補(bǔ)電流無用功的現(xiàn)象，就需要在電流傳輸過程中采用無功補(bǔ)償技術(shù)和裝置來降低電流的損耗，提高供電的效率。

1 無功補(bǔ)償?shù)淖饔?/p>

1.1 提高變配電設(shè)備利用率，減少投資費(fèi)用對(duì)低功率因數(shù)的負(fù)荷進(jìn)行無功補(bǔ)償，接入并聯(lián)電容器，由于無功電流得到補(bǔ)償，使得負(fù)荷電流減少由于功率因數(shù)提高而使變配電設(shè)備減少的容量（kVA）可用

公式（1）計(jì)算：

ΔS=P/COSφ1-P/COSφ2

=P×（COSφ2-COSφ1）/（COSφ2×COSφ1） （1）

（1）式中：

S-為減少的設(shè)備容量

P-為負(fù)荷有功功率

COSφ1-為補(bǔ)償前負(fù)荷功率因數(shù)

COSφ2-為補(bǔ)償后負(fù)荷功率因數(shù)

如1000kW的負(fù)荷容量，補(bǔ)償前功率因數(shù)為0.7，從公式（1）中可計(jì)算出當(dāng)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95時(shí)，為該負(fù)荷輸電的變配電設(shè)備容量可減少376kVA，對(duì)于新建項(xiàng)目可以減少投資費(fèi)用（變配電設(shè)備容量減少376kVA，可減少基本電費(fèi)的支出），經(jīng)濟(jì)效益明顯。

1.2 最大程度降低了電能消耗

無功補(bǔ)償?shù)淖钪饕饔镁褪悄軌蜃畲笙薅鹊亟档碗娔茉趥鬏斶^程中的損耗，將電流的實(shí)際功效發(fā)揮到最大化，尤其適用于長距離電能的輸送。

1.3 保證了電壓的穩(wěn)定性

無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可以有效調(diào)整電壓值的變動(dòng)，使電壓的變化幅度控制在合理范圍內(nèi)，保證了在電流輸送過程中電壓的穩(wěn)定性。

1.4 提高了電網(wǎng)的整體運(yùn)行功率

我國對(duì)于供電用戶在電能使用過程中的電流功率標(biāo)準(zhǔn)有明確的界定，不同點(diǎn)工業(yè)用電企業(yè)在其適用的功率值是有所區(qū)別的，用戶在用電時(shí)要根據(jù)其用電功率的變化繳納一定的功率補(bǔ)償費(fèi)用。當(dāng)用電功率高于或者低于正常功率標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，用戶就需要在電費(fèi)基礎(chǔ)上進(jìn)行費(fèi)用的增減，對(duì)于電流在使用時(shí)不發(fā)生功率補(bǔ)償變化的情況，電費(fèi)數(shù)量不變。

2 補(bǔ)償方式

2.1 集中補(bǔ)償

在低壓配電所內(nèi)配置若干組電容器接在配電母線上，補(bǔ)償供電范圍內(nèi)的無功功率。

2.2 就地補(bǔ)償

將補(bǔ)償電容器安裝于用電負(fù)荷附近，或直接并聯(lián)于用電設(shè)備上。

3 電容補(bǔ)償在技術(shù)上應(yīng)注意的問題

3.1 防止涌流。在電容器投入時(shí)，一般情況下伴隨著很大的涌流，電容器投入涌流的計(jì)算公式如下：

Is=In×■S/Q （2）

（2）式中：

Is-為電容器投入時(shí)的涌流（A）

In-為電容器額定電流（A）

S-為安裝電容器處的短路功率（MVA）

Q-為電容器容量（Mvar）

3.2 防止系統(tǒng)諧波的影響。由于電容器回路是一個(gè)LC電路，對(duì)于某些諧波容易產(chǎn)生諧振，造成諧波放大，使電流增加和電壓升高，為此可采用串聯(lián)一定感抗值的電抗器以避免諧振。

3.3 防止產(chǎn)生自勵(lì)。如果補(bǔ)償電容器的容量過大，就可使電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)得到自勵(lì)而產(chǎn)生電壓，電動(dòng)機(jī)即運(yùn)行于發(fā)電狀態(tài)，所以補(bǔ)償容量小于電動(dòng)機(jī)空載容量就可以避免，一般取0.9倍就沒關(guān)系。

QC=0.9×3UI0 （3）

（3）式中：

Qc-為補(bǔ)償電容器容量

U-為系統(tǒng)電壓

I0-為電動(dòng)機(jī)空載電流

4 電容補(bǔ)償控制的選擇及補(bǔ)償容量的確定

4.1 科學(xué)選擇功率補(bǔ)償方法

功率補(bǔ)償?shù)耐肚蟹绞竭x擇應(yīng)根據(jù)補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)和需要不同而定，一般情況下，對(duì)于低壓且功率較為穩(wěn)定，或者經(jīng)常使用的設(shè)備要采用手動(dòng)投切的方法比較適宜，而對(duì)于高壓裝置設(shè)備則要選用自動(dòng)投切方法。另外，為了避免造成容器的損壞，還可以采用延時(shí)投切技術(shù)。

4.2 如何確定準(zhǔn)確的功率補(bǔ)償值以及操作時(shí)的注意事項(xiàng)

先進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，確定有功功率P和無功功率Q，補(bǔ)償前自然功率因數(shù)為cosφ1，要補(bǔ)償?shù)降墓β室驍?shù)為cosφ2。則

Qc=P（tgφ1-tgφ2） （4）

（4）式中：

Qc-為補(bǔ)償電容器容量

P-為負(fù)荷有功功率

COSφ1-為補(bǔ)償前負(fù)荷功率因數(shù)

COSφ2-為補(bǔ)償后負(fù)荷功率因數(shù)

在確定功率補(bǔ)償值時(shí)，要將補(bǔ)償值運(yùn)用公式進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，將其控制在合理范圍之內(nèi)，尤其要注意避免對(duì)功率進(jìn)行過度補(bǔ)償。 就地補(bǔ)償電容器容量選擇的主要參數(shù)是勵(lì)磁電流，因?yàn)椴皇闺娙萜髟斐勺詣?lì)是選用電容器容量的必要條件，可用公式（4）計(jì)算。

5 結(jié)束語

在進(jìn)行電能輸送過程中，必然會(huì)因線路或用電設(shè)備電阻過低產(chǎn)生電流無功功率，無功功率會(huì)降低電能輸出的總體功率水平，造成電能在傳輸過程中的嚴(yán)重耗損，同時(shí)，用電設(shè)備還會(huì)因所需額定電壓和電流不足而影響其發(fā)揮正常功能，為了將無功功率的不良影響降至最低，可以使用低壓電容器對(duì)電流進(jìn)行無功補(bǔ)償。無功補(bǔ)償可以保證電流輸出功率保持在正常范圍內(nèi)，提高供電系統(tǒng)的運(yùn)行效能。

參考文獻(xiàn)

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