无功功率补偿介绍

低压配电网无功补偿的方法

　　提高功率因数的主要方法是采用低压无功补偿技术，我们通常采用的方法主要有三种：随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。

　　1. 随机补偿

　　随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗，以补励磁无功为主，此种方式可较好地限制用电单位无功负荷。

　　随机补偿的优点：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活，维护简单、事故率低等。

　　2. 随器补偿

　　随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是用电单位无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加。

　　随器补偿的优点：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，是目前补偿无功最有效的手段之一。

　　3. 跟踪补偿

　　跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。

　　跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。应优先选用跟踪补偿方式。

　　高压配电网无功补偿

　　1. 为提高10kV配电线路的供电可靠性和供电可靠率，使电力系统运行稳定、安全、经济。通过城、农网的建设与改造工作，对10kV配电线路加装无功补偿装置系统，能使配电网供电能力和客户端电压质量明显改善、供电可靠性显著提高。

　　2. 国家电力公司下发关于电力行业创一流的文件中，要求10kV功率因数不小于0.9，线损不大于5%，及电压质量和无功补偿的运行管理等内容，其主要解决的问题关键之一，是在10kV线路中投入一定的电容器，采用固定或自动相结合的投入方式实现无功补偿。如果在一条供电线路中投入固定的电容器组，一般是按线路低负荷进行计算，而自动补偿量是在线路满负荷时计算出来的值，一条线路有固定和自动补偿两种方式相互配合，即可达到理想的效果。

　　3. 无功补偿的原则是就地平衡，根据农网配电线路的实际情况比较复杂，不可能是统一模式，所以要采用分散和集中、固定和自动相结合的方法，分三步进行：一是变电所内按主变压器容量的15%左右安装固定补偿电容器组。二是在线路负荷中心或某处按低负荷时的无功需求量安装固定补偿电容器组。三是在线路负荷中心的上侧安装自动补偿电容器组。

　　4. 对于农网主要使用的10 kV配网系统，完整的无功补偿应该包括变电站集中补偿、10 kV线路补偿和用户端低压补偿，再加上随机补偿，即“3级补偿+随机补偿”(“3+1”模式)。

　　经验估算：当COSφ约在0.6~0.7时，可按馈路实际负荷的15%左右补偿;或按无功缺口的2/3 补偿。

　　5. 考虑到兼顾降低线损、提高力率与电压的效果，线路补偿原则是通过在线路电杆上安装电容器实行单点或多点电容器补偿，单点补偿地点选在离线路首端2/3处，补偿的容量应为无功负荷的2/3;两点补偿分别装设在距首端2/5和4/5处;若线路较长，负荷较大，实施固定补偿与自动补偿相结合、在线路上三点进行分散补偿：第一组装设在该线路2/7处为固定补偿;第二组为自动补偿，装设在该线路的4/7处，也是负荷较为集中地段;第三组为固定补偿，装设在该线路的6/7处;多点补偿是采用分支线分段补偿方式，对分支较大或线路较长负载自然功率因数低的线路进行补偿。根据农村实际状况，农网线路补偿的补偿点不宜过多;控制方式应从简;保护方式可采用熔断器和避雷器作为过电流和过电压简单保护。

　　6. 确定某一条配电线路的补偿容量，应根据该线路的平均无功负荷和最小无功负荷计算，当线路的最小无功负荷小于平均无功负荷的2/3时，考虑到无功不应倒送，可安装固定的补偿装置，但应按最小无功负荷确定补偿容量。当线路中有较大无功负荷点时，除应考虑与线路始端的距离外，也应考虑大的无功负荷点。实际装设补偿装置每组以100～200 kvar为宜。

　　无功功率补偿计算方法

　　在进行新厂矿的电气设计时，首先要对用电网络进行负荷计算，然后根据负荷计算情况， 进行无功功率补偿，选择相应的补偿方法，选择补偿器。

　　最大负荷补偿计算法

　　所谓最大负荷补偿计算法就是利用需要系数法，计算最大负荷时的有功功率、无功功率和 视在功率、补偿前最大功率因数和补偿后最大功率因数，选定补偿设备。无功功率补偿器的容量由下式确定

　　Qc=Pj(tgφ1-tgφ2)　　(1)

　　式中　Pj，Qj，Sj--补偿前的负荷有功功率、无功功率、视在功率;

　　Qj1，Sj1--补偿后的负荷无功功率、视在功率;

　　Qc--无功功率补偿器的容量，即移相电容器容量。

　　平均负荷补偿计算法

　　在实际中，要实行无功功率补偿所采用的是补偿前平均功率因数(自然平均功率因数)和 补偿后平均功率因数来选择移相电容器。无功功率补偿器的容量由下式确定Qc′=αPj(tgφ1′--tgφ2′)　　(2)

　　式中：PP，QP--平均有功负荷、无功负荷;

　　α，β--平均有功、无功负荷系数。

　　两种计算方法的比较

　　在(1)式和(2)式中，φ1、φ1′是补偿前的值，φ2、φ2′是补偿后的值，设用 两种方法补偿后的功率因数相同。

　　在实际工程中，一般都是感性负载，全厂总功率因数在0.71～0.90，即tgφ1′=0.99～0.48之间，取α=0.725，β=0.79，补偿后的功率因数为0.95 ，即：tgφ2=0.33。则：，可见Qc>Qc ′，这 说明最大负荷补偿计算法和平均负荷补偿计算法选取的补偿容量不同。且最大负荷补偿计算 法得到的补偿容量大。