无功补偿的作用与必要性

无功补偿的作用与必要性 ① 无功电流的产生与损耗

大家知道，我们的工厂低压配电是通过厂用变将10KV变成 400V，然后通过低压配电系统，给用电设备提供电源，驱动动力设备工作的，动力设备多为感性负载。如电动机、电焊机、空调机等。当它投入运行以后，将产生很大的感性电流，这种电流它不做工，是无功电流。由于它的存在，使得在配电网络中及变压器中，流过的电流就是电感电流与电阻电流之和，即I=IR+IL。而变压器的容量是电流乘电压，即S= 3UI(KVA)。当电压一定时，要使变压器的容量得到充分利用，就必须减小电流，而减小电流的唯一办法，就只能使IL电感电流尽量减少。同时由于IL电感电流的存在使得损耗大量增加，它的损耗大小与IL电 感电流的平方成正比，这些损耗在变压器及线路中转变成热量散发，使得变压器及配电设备温度升高。不仅影响设备的利用率，还由于温度过高，破坏设备的绝缘， 缩短设备的使用寿命，甚至损坏设备。所以怎样减少电感电流，就成了企业减少能源损耗，设备挖潜增加经济效益与社会效益的必由之路。下面我们以调查东莞某外 资企业的情况加以说明：

该企业安装630KVA变压器两台，根据监测结果。补偿前平均功率因数COS=0.71（还不算太低）总输出电流385.5A，总无功功率186KVAR，补偿后平均功率因数COS=0.985，总输出电流只有284A，总无功功率只有34KVAR，从而使：

a) 无功功率下降率为 Q=（1-Q2/Q1）×100%=(1-34/186)×100%=81.72% b) 减少线损率为 ▲P=［1-( I2/I1) 2］×100%=［1-( 284/385.5) 2］×100%=45.73%

由此可见，投入补偿后明显减少了无功功率提高了功率因数，减少了电流和线损率。 ② 优化电能质量

a) 抑制波动负荷和冲击负荷造成的电压波动和电压闪变，滤除高次谐波。 大家知道，投入、切除感性负载时，根据电磁原理，一定会产生操作过电压，这种过电压是由于感性负载电流突变产生的高次谐波形成的，而高次谐波对于电容来说相当于短路状态，所以电容是高次谐波的吸收器。

b) 稳定电网电压

仍以上面提到的企业为例，在投入电容前低压侧系统电压与投入电容后低压侧系统电压对比，投入电容后电压有明显提高：

▲NU=( I1-I2)/ I1×100%= (385.5 -284)/ 385.5×100%=26.33%

由此可见投入电容补偿以后不仅明显提高了功率因数，减少了电流和线损率，电压也相对稳定提高了供电可靠性，并能充分利用配电设备的容量，达到节能降损的预期目标。

③ 电容补偿的目的和积极意义

当前，我国的电力线损结构为220KV、110KV和35KV、10KV和0.4KV三个等级。线损的比例大致为1：1.5：2.5，可见降损的主要潜力就在10KV以下配电网络上。由于低压配电建设滞后，网架薄弱、设施老化、线路长、线经小，配电变压器大部份为高能耗变压器，所以广电总局提出的以高压补偿为辅，以低压补偿为主的方针是绝对正确的。大家可以通过以上事例，结合本企业的实际情况，仔细的算一笔账，你增加一套电容补偿柜的资金，多少时间能从电费中捞回来。无功电流的减少对以后的设备挖潜有多么大的好处，答案是十分明显的，不但对企业本身有利，对整个供电网络也有利，这样事关企业本身的经济效益和社会效益的双赢，又何乐而不为呢。

无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的 有功和无功功率。安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功功率在电网中传输，相应减小了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。无功补偿应根据分级就地 和便于调整电压的在原则进行配置。集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；调压与降损相结合；并且与配电 网建设改造工程同步规划、设计、施工、同步投运。无功补偿的作用具体体现在： 1， 提高电压质量

配电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。合理安装补偿设备可以改善电压质量。由于越靠近线路末端，线路的电抗X越大，因此，越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。 2， 降低电能损耗

安装无功补偿主要是为了降损节能，如输送的有功功率P为定值，加装无功补偿设备后功率

因数由cos∮提高到cos∮1，因为 P＝UIcos∮，负荷电流I与cos∮成反比，又由于P＝I2R,线路有功损耗就成倍降低。反之当负荷的功率因数从1降低到cos∮时，电网元件中功率 损耗将增加的百分数为△PL%，计算公式如下： △PL%＝(1/cos2∮－1)×100% 3， 提高发供电设备运行效率

（1） 在设备容量不变的条件下，由于提高了功率因数可以少送无功功率，因此可以多送有功功率。可多送的有功功率△P可由下式计算，其中P1为补偿前的有功功率 △ P＝P1－P＝S(cos∮1－cos∮)

（2） 如需要的有功不变，则由于需要的无功减少，所需配电变压器容量△S也相应减少。即

△S＝S－S1＝P[(1/cos∮)－(1/cos∮1)]

可减少的供电设备容量占原容量的百分比为△S/S。即 △S/S＝（cos∮1－cos∮）/cos1∮＝1－(cos∮/cos∮1)

（3） 安装无功补偿设备，可使发电机多发有功功率。系统采取无功补偿后，使无功负荷降低，发电机就可少发无功，多发有功，充分达到铭牌出力。 4， 减少用户电费支出

（1） 可避免因功率因数低于规定值而受罚。

（2） 可减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗，电费可相应降低。