无功补偿对低压电网功率因数的影响

　　摘要：依据用电设备的功率因数，可测算输电线路的电能丢失。经过现场技能改造，可使低于规范要求的功率因数合格，完成节电意图。本文剖析了无功补偿的作用和补偿容量的挑选办法，侧重论说了低压电网和异步电动机无功补偿容量的装备。结合使用实例阐明选用无功补偿技能，进步低压电网和用电设备的功率因数，已成为节电作业的一项重要办法。

　　无功补偿，就其概念而言早为人所知，它便是借助于无功补偿设备供给必要的无功功率，以进步体系的功率因数，下降能耗，改进电网电压质量。无功补偿的合理装备准则：①整体平衡与部分平衡相结合，以部分为主。②电力部门补偿与用户补偿相结合。在配电网络中，用户耗费的无功功率约占50%～60%，其他的无功功率耗费在配电网中。因而，为了削减无功功率在网络中的运送，要尽或许地完成就地补偿，就地平衡，所以有必要由电力部门和用户一起进行补偿。③涣散补偿与会集补偿相结合，以涣散为主。会集补偿，是在变电所会集装设较大容量的补偿电容器。涣散补偿，指在配电网络中涣散的负荷区，如配电线路，配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿。会集补偿，首要是补偿主变压器自身的无功损耗，以及削减变电所以上输电线路的无功电力，然后下降供电网络的无功损耗。但不能下降配电网络的无功损耗。因为用户需求的无功经过变电所以下的配电线路向负荷端运送。所以为了有用地下降线损，有必要做到无功功率在哪里产生，就应在哪里补偿。所以，中、低压配电网应以涣散补偿为主。④降损与调压相结合，以降损为主。

　　1.1异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的首要设备异步电动机的定子与转子间的气隙是决议异步电动机需求较多无功的首要要素。而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和必定负载下无功功率添加值两部分所组成。所以要改进异步电动机的功率因数就要避免电动机的空载工作并尽或许进步负载率。变压器耗费无功的首要成份是它的空载无功功率，它和负载率的巨细无关。因而，为了改进电力体系和企业的功率因数，变压器不该空载工作或长其处于低负载工作状况。

　　1.2供电电压超出规则规模也会对功率因数形成很大的影响当供电电压高于额定值的10%时，因为磁路饱满的影响，无功功率将添加得很快，据有关材料核算，当供电电压为额定值的110%时，一般工厂的无功将添加35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应削减而使它们的功率因数有所进步。但供电电压下降会影响电气设备的正常作业。所以，应当采纳办法使电力体系的供电电压尽或许保持稳定。

　　1.4以上论说了影响电力体系功率因数的一些首要要素，因而有必要要寻求一些卓有成效的、能够使低压电力网功率因数进步的一些有用办法，使低压网能够完成无功的就地平衡，到达降损节能的作用。

　　进步功率因数的首要办法是选用低压无功补偿技能，咱们一般选用的办法首要有三种：随机补偿、随器补偿、盯梢补偿。

　　2.1随机补偿随机补偿便是将低压电容器组与电动机并接，经过操控、保护设备与电机，一起投切。随机补偿适用于补偿电动机的无功耗费，以补励磁无功为主，此种办法可较好地约束用电单位无功负荷。随机补偿的长处是：用电设备工作时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，并且不需频频调整补偿容量。具有出资少、占位小、设备简略、装备便利灵敏，保护简略、事端率低一级。

　　2.2随器补偿随器补偿是指将低压电容器经过低压稳妥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办法。配变在轻载或空载时的无功负荷首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首要部分，关于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的份额很大，然后导致电费单价的添加。随器补偿的长处：接线简略、保护办理便利、能有用地补偿配变空载无功，约束农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，然后进步配变利用率，下降无功网损，具有较高的经济性，是现在补偿无功最有用的手法之一。

　　2.3盯梢补偿盯梢补偿是指以无功补偿投切设备作为操控保护设备，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线kVA以上的专用配变用户，能够代替随机、随器两种补偿办法，补偿作用好。盯梢补偿的长处是工作办法灵敏，工作保护作业量小，比前两种补偿办法寿数相对延伸、工作更牢靠。但缺陷是操控保护设备杂乱、首期出资相对较大。但当这三种补偿办法的经济性挨近时，应优先选用盯梢补偿办法。

　　无功补偿容量以进步功率因数为首要意图时，补偿容量的挑选分两大类评论，即单负荷就地补偿容量的挑选（首要指电动机）和多负荷补偿容量的挑选（指会集和部分分组补偿）。

　　3.1.2日本办法：从电气核算日文杂志中查到：1/4~1/2容量核算考虑负载率及极对数等要素，按此法选取的补偿容量，在任何负载状况下都不会呈现过补偿，并且功率因数能够补偿到0.90以上。此法在节能技能上广泛使用，对一般状况都可行，特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。可是关于Io/Ie较低的电动机额定负载工作状况下，其补偿作用较差。

　　3.1.3经历系数法：因为电机极数不同，按极数巨细确认经历系数挑选容量比较挨近实践需求的电容器，选用这种办法一般在70%负荷时，补后功率因数可在0.95~0.97之间

　　电机容量大时选下限，小时选上限；电压高时选下限，小时选上限4、Qc=P实践测验比较准确办法此法适用于任何一般理性负荷需求准确补偿的就地补偿容量的核算。

　　依据电机学常识可知，关于Io/Ie较低的电动机（少极、大功率电动机），在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与鼓励容量Qo的比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功经济当量较高的大功率电动机以较高的负载率工作办法下，此式来选取是合理的。

　　3.2多负荷补偿容量的挑选多负荷补偿容量的挑选是依据补偿前后的功率因数来确认。

　　3.2.1对已出产企业欲进步功率因数，其补偿容量Qc按下式挑选：Qe=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm。式中：Km为最大负荷月时有功功率耗费量，由有功电能表读得；Kj为补偿容量核算系数，可取0.8～0.9;Tm为企业的月作业小时数；tgφ1、tgφ2含义同前，tgφ1由有功和无功电能表读数求得。

　　Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)。式中Kn为年均匀有功负荷系数，一般取0.7～0.75;Pn为企业有功功率之和；tgφ1、tgφ2含义同前。tgφ1可依据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加权均匀功率因数求得cosφ1。多负荷的会集补偿电容器设备简略，工作牢靠、利用率较高。但电气设备不接连工作或轻负荷工作时，会形成过补偿，使工作电压举高，电压质量变坏。因而这种办法挑选的容量，关于低压来说最好选用电容器组主动操控补偿，即依据负荷巨细主动投入无功补偿容量的多少，对高压来说应考虑采纳防过补偿办法。

　　在现代用电企业中，在数量很多、容量巨细不等的理性设备衔接于电力体系中，致使电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如天然均匀功率因数在0.70～0.85之间。企业耗费电网的无功功率约占耗费有功功率的60%～90%,如果把功率因数进步到0.95左右，则无功耗费只占有功耗费的30%左右。因为削减了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。

　　文中会集评论了无功补偿技能对用电单位的低压配电网的影响以及进步功率因数所带来的经济效益和社会效益，介绍了影响功率因数的首要要素和进步功率因数的办法，评论了怎么确认无功功率的补偿容量，保证补偿技能经济、合理、安全牢靠，到达节省电能的意图。