濰坊萬(wàn)隆電氣股份有限公司

一、無(wú)功補償的作用

      提高負載和系統的功率因數，減少設備的功率損耗，穩定電壓，提高供電質(zhì)量。在長(cháng)距離輸電中，提高系統輸電穩定性和輸電能力，平衡三相負載的有功和無(wú)功功率等。

 

二、無(wú)功補償的目的  

      1、降低電網(wǎng)的功率損耗。由公式I=P/√3UCOSφ可知，負荷電流I與COSφ成反比。在輸送的有功功率P為定值時(shí)，加裝無(wú)功補償設備后提高了功率因數，將使線(xiàn)路中的負荷電流降低，從而使線(xiàn)路上的有功功率損耗降低。降低電網(wǎng)中的有功功率損耗,是安裝無(wú)功補償設備的主要目的。    

      2、提高設備的供電能力，挖掘現有設備的潛力。由公式P=SCOSφ可以看出，在設備的視在功率S不變的條件下，功率因數提高后可以多輸送有功功率。以農村常有的50千伏安配變?yōu)槔?，當功率因數?.7提高到0.9后，其輸出的有功功率由35千瓦提高到了45千瓦，明顯增加了配電變壓器的供電能力。    

      3、減少電網(wǎng)中的電壓損失，提高電壓質(zhì)量。當電力負荷從線(xiàn)路上集中輸出到末端負荷點(diǎn)時(shí)，線(xiàn)路電壓損失ΔU的簡(jiǎn)化式為：

      ΔU=（PR+QX）/U    

      式中ΔU―線(xiàn)路電壓損失    

      P―線(xiàn)路輸送的有功功率    

      Q―線(xiàn)路輸送的無(wú)功功率    

      R―線(xiàn)路的電阻    

      X―線(xiàn)路的電抗

      U―線(xiàn)路額定電壓    

      由以上公式可知，加裝無(wú)功補償設備后，線(xiàn)路輸送的無(wú)功功率Q就要減少，線(xiàn)路中的電壓降隨之降低，提高了電壓質(zhì)量。    

      4、減少設備容量，節省投資。由公式S = P /COSφ可知，在輸送的有功功率P為定值時(shí)，功率因數提高后可以減少視在功率S，也就是可以減小供電設備的安裝容量，客戶(hù)不但節約了購買(mǎi)設備的投資，還減少了支付供電部門(mén)按供電設備容量計算的基本電費。降低客戶(hù)電費開(kāi)支，減少設備投資，無(wú)功補償給電力客戶(hù)帶來(lái)了直接的經(jīng)濟效益

      三、輸電網(wǎng)的無(wú)功補償與電壓調整

      輸電網(wǎng)多數無(wú)直供負載，一般不為調壓目的而設置無(wú)功補償裝置。參數補償多用于較長(cháng)距離的輸電線(xiàn)路，有串聯(lián)補償（又稱(chēng)縱補償）與并聯(lián)補償（又稱(chēng)橫補償）之分。電壓支撐則多用于與地區受電網(wǎng)絡(luò )連接的輸電網(wǎng)的中樞點(diǎn)?？刂婆_是輕型高壓試驗變壓器的配套設備，與試驗變壓器一起作耐壓和泄漏試驗。該控制箱具有外形美觀(guān)、體積小、重量輕、操作簡(jiǎn)單、使用維修方便等特點(diǎn)。

      ①電抗器補償

      電抗器是超高壓長(cháng)距離輸電線(xiàn)路的常用補償設備，用以補償輸電線(xiàn)路對地電容所產(chǎn)生的充電功率，以抑制工頻過(guò)電壓。電抗器的容量根據線(xiàn)路長(cháng)度和過(guò)電壓限制水平選擇，其補償度（電抗器容量與線(xiàn)路充電功率之比）國外統計大多為70~85，個(gè)別為65，一般不低于60。電抗器一般常設置在線(xiàn)路兩端，且不設斷路器。

      ②串連電容補償

      串聯(lián)電容用來(lái)補償輸電線(xiàn)路的感抗，起到縮短電氣距離提高穩定性水平和線(xiàn)路的輸電容量的作用。串聯(lián)電容器組多為串、并聯(lián)組合而成，并聯(lián)支數由線(xiàn)路輸送容量而定，串聯(lián)個(gè)數則由所需的串聯(lián)電容補償度（串聯(lián)電容的容抗與所補償的線(xiàn)路感抗之比）而定。串聯(lián)電容補償一般在50以下，不宜過(guò)高，以免引起系統的次同步諧振。輸電網(wǎng)中因阻抗不均而造成環(huán)流時(shí)，也可用串聯(lián)電容來(lái)補償。日本在110kV環(huán)網(wǎng)中就使用了串聯(lián)電容補償。

      ③中間同步或靜止補償

      在遠距離輸電線(xiàn)路中間裝設同步調相機或靜止補償裝置，利用這些裝置的無(wú)功調節能力，在線(xiàn)路輕載時(shí)吸收線(xiàn)路充電功率，限制電壓升高；在線(xiàn)路重載時(shí)發(fā)出無(wú)功功率，以補償線(xiàn)路的無(wú)功損耗，支持電壓水平，從而提高線(xiàn)路的輸送容量。中間同步或靜止補償通常設在線(xiàn)路中點(diǎn)，若設在線(xiàn)路首末端，則調節作用消失。

輸電網(wǎng)的電壓支撐點(diǎn)與調壓輸電網(wǎng)與受電地區的低一級電壓的電網(wǎng)相聯(lián)的樞紐點(diǎn)，常設置有載調壓變壓器或有相當調節與控制能力的無(wú)功補償裝置，或者二者都有，以實(shí)現中樞點(diǎn)調壓，使電網(wǎng)的運行不受或少受因潮流變化或其他原因形成的電壓波動(dòng)的影響，在電網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)起支撐電壓的作用，防止因電網(wǎng)電壓劇烈波動(dòng)而擴大事故。

      電壓支撐能力的強弱，除與補償方法和補償容量大小有關(guān)外，更與補償裝置的調節控制能力和響應速度有關(guān)。并聯(lián)電容器雖是常用而價(jià)廉的補償設備，但其無(wú)功出力在電壓下降時(shí)將按電壓的平方值下降，不利于支撐電壓。大量裝設并聯(lián)補償電容器反而有事故發(fā)生助長(cháng)電網(wǎng)電壓崩潰的可能性。采用同步調相機和靜止無(wú)功補償裝置輔以適當的調節控制，是比較理想的支撐電壓的無(wú)功補償設備。近年來(lái)，國內外均注重靜止補償裝置的應用。

      2.配電網(wǎng)的無(wú)功補償與電壓調整

      以相位補償和保證用戶(hù)用電電壓質(zhì)量為主。

      ①相位補償亦稱(chēng)功率因數補償

      用電電器多為電磁結構，需要大量的勵磁功率，致使用戶(hù)的功率因數均為滯相且較低，一般約為0.7左右。勵磁功率——滯相的無(wú)功功率在配電網(wǎng)中流動(dòng)，不僅占用配電網(wǎng)容量，造成不必要的損耗，而且導致用戶(hù)電壓降低。相位補償是以進(jìn)相的無(wú)功補償設備（如并聯(lián)電容器）就近供給用戶(hù)或配電網(wǎng)所需要的滯相無(wú)功功率，減少在配電網(wǎng)中流動(dòng)的無(wú)功功率，降低網(wǎng)損，改善電壓質(zhì)量。中國對大電力用戶(hù)要求安裝無(wú)功補償裝置，補償后的功率因數不得低于0.9。

      為保證用電電器有良好的工作電壓，避免受配電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響，配電網(wǎng)需要進(jìn)行電壓調整。配電網(wǎng)電壓調整的措施包括：中心調壓、調壓變壓器調壓和無(wú)功補償調壓。、

      ②利用地區發(fā)電廠(chǎng)或樞紐變電所進(jìn)行中心調壓

這種措施簡(jiǎn)單而經(jīng)濟方便，但它只能改變整個(gè)供電地區的電壓水平，不能改善電壓分布。當供電地區的地域比較廣闊、供電距離長(cháng)短懸殊時(shí)，中心調壓措施往往不能兼顧全區，有顧此失彼的缺點(diǎn)。

      ③調壓變壓器調壓

      可彌補中心調壓方式的不足，進(jìn)行局部調壓。調壓變壓器有有載調壓變壓器、串聯(lián)升壓器和感應調壓器三種。有載調壓變壓器與感應調壓器一般用于特定負荷點(diǎn)，串聯(lián)升壓器則用于供電線(xiàn)路。

      調壓變壓器的調壓作用是靠改變電力網(wǎng)的無(wú)功潮流來(lái)實(shí)現的。它本身不僅不產(chǎn)生無(wú)功功率，而且還因本身勵磁的需要而消?耗無(wú)功功率。當電網(wǎng)的無(wú)功電源不足時(shí)，調壓變壓器的調壓效果不顯著(zhù)。相反地，若調壓變壓器裝設過(guò)多，將加重配電網(wǎng)的無(wú)功功率消耗，拉低全網(wǎng)電壓水平，增大網(wǎng)損，降低并聯(lián)電容器的無(wú)功出力，嚴重時(shí)有可能造成惡性循環(huán)的趨向。

      ?④無(wú)功補償調壓

      ?由于增加了電力網(wǎng)的無(wú)功電源，能起到改善電網(wǎng)電壓的作用。裝設于變電所內的無(wú)功補償裝置，還可采用分組投切的辦法，對供電地區實(shí)行中心調壓。

      ?串聯(lián)電容補償，可用于配電網(wǎng)中進(jìn)行局部調壓。距離較長(cháng)的重載線(xiàn)路，使用串聯(lián)電容補償，效果較好。因其調壓作用是由線(xiàn)路滯相電流流過(guò)串聯(lián)電容而產(chǎn)生的電壓升高來(lái)實(shí)現的。故線(xiàn)路負載愈重，功率因數愈低，串聯(lián)電容補償調壓的作用愈顯著(zhù)。這種調壓作用隨線(xiàn)路負載的變化而變化，具有自行調節的功能。串聯(lián)電容器所產(chǎn)生的無(wú)功功率，也增加了電力網(wǎng)的無(wú)功電源，可改善電力網(wǎng)的電壓水平。串聯(lián)電容能使線(xiàn)路受端的電動(dòng)機產(chǎn)生自勵磁現象，在設計、使用時(shí)，需采取預防措施。