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科技信息SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2011 年第 15 期0前言随着国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高， 人们对电力的需求日 益增长， 同时对供电的可靠性和供电质量提出 了 更高的要求。 但由于工业用电客户 等进行无功补偿还普遍不够自 觉， 配电系统的无功补偿还不足， 存在系统中无功功率的需要量较大， 功率因数普遍低于 0.8， 导致了电压质量、供电线损还不是很理想。 从多年来的实践综合分析， 无功补偿仍是降低供电线损的有效措施， 在配网建设与改造中应积极应用 。1无功补偿概述电网中的电力负荷如电动机、变压器等， 大部分属于感性负荷， 在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。 在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后， 可以提供感性电抗所消耗的无功功率， 减少了 电网电源向 感性负 荷提供、由 线路输送的无功功率， 由 于减少了无功功率在电网中的流动， 因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗， 这就是无功补偿。 无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少， 收效快的降损节能措施。电网中常用的无功补偿方式包括: ①在变电所母线集中安装并联电容器组；②在高低压配电线路中分散安装并联电容器组；③在配电变压器低压侧和用户 车间配电屏安装并联补偿电容器；④在单台电动机处安装并联电容器等。2无功补偿的基本原理电力系统中无功负荷一般主要指感应式电动机、日 光灯、空调、冰箱、 洗衣机以及其它类型的感性负 载。 它们约占电网无功总消耗的60%～65%； 其次， 是配网 中电力 变压器的 无功损耗， 约占电网 无功总消耗的 20%～25%； 其它约有 10%～20%的无功功率大体是在整流器、电控器、架空输电线路中消耗的。2.1无功传输对配网造成的影响（1）无功传输对配网电压质量的影响由于配电网络中存在着电阻和电抗(统称阻抗) ,因此无论有功或无功电流经过阻抗时必然会产生压降。 压降的计算公式如下:△U=PR+QXUUU式中: △U———压降；U———网络运行电压；P——无功负荷；R———电阻；X———电抗。在有功负荷、网络电压、网络阻抗不变的情况下,Q 越大,网络中产生的压降就会越大。 网络中的压降越大,网络末端用 户 的电压水平就会越低。（2）无功传输对网络线损的影响无功功率既不作功也不消耗， 但它却存在于电网之中， 并不断地=PR+QX—有功负荷；Q———在流动， 充当能量交换的媒介。 由于网络中存在着电阻， 无功电流经过电阻时必然要消耗能量， 所以自 然就会出现线损。 无功传输对线损的影响见公式（2）2＋Q2·R×10△A＝P2U－3·h式中: △A——公式（2） 中 ， 当 线路输送的 有功功 率 P 和网 络电压 U 保持不变时， 可以看出 ， 线损对无功负荷的变化反应极为敏感， 网络传输的无功功率越大， 线损也就越大， 反之则会减小。2.2无功补偿的作用—线损；h———供电小时数。以上分析表明,无功传输对配网的影响,一是会导致电力用 户 电压水平的恶化， 二是会造成网络线损的上升。 为了 降低无功传输带来的不利影响， 我们结合无功源建立方便的 特点,可以在配网 无功负 荷集中处并入一定数量的电容器， 由电容器向负荷点就近提供无功功率，以减少系统流入的 Q , 这样不仅可使网络产生的压降损失△U 变小,同时也可使网络的线损△A 减小,可谓一举两得。 当 在配电网络中并入电容器 Qb 之后,网络的压降和线损计算公式就会变为:＋（Q-Qb）XU△U＝PRU（3）△A=P2U2·R×10－3·h＋（Q-Qb）2U2·R×10－3·h（4）由 以上两式可见,Qb 增大,压降的损失就会减小,降损的效果就会增大,当 Qb=Q 时,由 无功传输带来的压降损失和线损会为零,其改善电压和降损的效果达到最佳。 如果 Qb>Q ,则会出 现无功倒流系统的情况,这时压降损失反而会增大,降损的效果也会逐步开始恶化。 故而可以得出,无功补偿在一定条件下不仅可以改善配网用 户 的电压质量,同时还可以降损节电。 但无功补偿的容量须要事先测算,确定的补偿度一定要合理。 否则,则既不经济,也不会取得好的效果。3无功补偿对改善用 户 电压质量的实例分析设有一专线供电的 10kV 电力用 户, 用 电负荷为 3+j2.25MVA ,供电线路首端运行电压为 10kV, 输电线路长度 6km, 导线型号为 LGJ-120。 R0=0.27Ω／km，X0=0.379Ω／km， 无功补偿点选在用户 端,补偿后用户 端负荷的功率因数 COSφ=0.92 。 以下对补偿前和补偿后用 户 端电压水平的变化情况作以计算和分析。3．1补偿前用户 端电压水平线路首端有功功率 P1=P+△P， 线路首端无功功率 Q1=Q+△Q2＋Q2·R△P＝P2U＝3．02＋2．252210×6×0．27＝0．23（MW）△P＝P2＋Q2U2·X＝3．02＋2．252210×6×0．379＝0．32（MVA ）U2=U1-P1R＋Q1XU1=10-3．23×6×0．27＋2．57×6×0．37910=8．9（kV）用户 端电压下降率=（10－8.9） ／10×100%=11%补偿后用户 端电压水平将用 户 端负 荷的 COSφ 补偿到 0.92 时, 用 户 侧 应补偿的电容器容量Qb=（1-tgφ2／tgφ1），Q=（1－0.425 ／0.75）×2250=975（kVA） 式中:φ1——偿前的功率因数角 ；φ2———补偿后的功率因数角 。用户 端的电压水平:U2=10-3．23×6×0．27＋（2．57－0．975）×6×0．37910用户 端电压下降率=（10－9.1） ／10×100%=9%3．2—补=9．1（kV）4无功补偿的方式（下转第 754 页）浅谈无功补偿在配网中的应用林鹏（深圳新能电力 开发设计院有限公司广东深圳518000）【摘要】在众多 的 节电方式中,无功补偿是节能降耗、改善电网 电压质量最方便、最经济有效的 方法之一。 本文从无功补偿的 原 理出 发,阐述无功补偿在配网 系 统中 的 节能降损作用 ， 提出 无功补偿的 方法， 最后指出 在当 前完善配网 建设与 改造中 应 大力 应 用 无功补偿技术。【关键词】配网 ； 无功补偿； 应 用○ 电力与能源○752