一、無功補償在電網中的作用無功補償概述
電網中的電力負荷如電動機、
變壓器等,
大部分屬于感性負荷,在運行過程中需向這些設備提供相應的
無功功率。在電網中安裝并聯
電容器等
無功補償設備以后,可以提供感性
電抗所消耗的無功功率,減少了電網電源向感性負荷提供、由線路輸送的無功功率,由于減少了無功功率在電網中的流動,因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗,這就是無功補償。無功補償可以提高
功率因數,是一項投資少,收效快的降損節能措施。
電網中常用的
無功補償方式包括:①在變電所母線集中安裝并聯電容器組;②在高
低壓配電線路中分散安裝并聯電容器組;③在配電變壓器低壓側和用戶車間配電屏安裝并聯
補償電容器;④在單臺電動機處安裝并聯電容器等。
裝無功
補償設備,不僅可使功率消耗減小,功率因數提高,還可以充分挖掘設備輸送功率的潛力。
確定無功補償容量時,應注意以下兩點:①在輕負荷時要避免過補償,倒送無功造成功率損耗增加,也是不經濟的。②功率因數越高,每千乏補償容量減少損耗的作用將變小,通常情況下,將功率因數提高到0.95就是合理補償。
二、無功補償在電網中的作用無功補償改善電能質量
電網中無功補償設備的合理配置,與電網的供電電壓質量關系十分密切。合理安裝補償設備可以改善電壓質量。
負荷(P+JQ)電壓損失ΔU簡化計算如下: ΔU=(PR+QX)/U(1) 式中:U-線路額定電壓,kV P-輸送的有功功率,kW Q-輸送的無功功率,k
Var R-線路
電阻,Ω X-線路電抗,Ω
安裝補償設備容量Qc后,線路電壓降為ΔU1,計算如下: ΔU1=[PR+(Q-Qc)X]/U(2)
很明顯,ΔU1<ΔU,即安裝補償電容后電壓損失減小了。由式(1)、(2)可得出接入無功補償容量Qc后電壓升高計算如下: ΔU-ΔU1=QcX/U(3)
由于越靠近線路末端,線路的電抗X越大,因此從(3)式可以看出,越靠近線路末端裝設
無功補償裝置效果越好。
三、無功補償在電網中的作用無功補償降低電能損耗
安裝無功補償主要是為了降損節能,如輸送的有功P為定值,加裝無功補償設備后功率因數 由cosφ提高到cosφ1,因為P=UIcosφ,負荷電流I與cosφ成反比,又由于P=I2R,線路的有功損失與電流I的平方成正比。當cosφ升高,負荷電流I降低,即電流I降低,線路有功損耗就成倍降低。反之當負荷的功率因數從1降低到cosφ時,電網元件中功率損耗將增加的百分數為ΔPL%,計算如下: ΔPL%=(1/cos2φ-1)·100%(4) 功率因數降低與功率損耗增加的百分數之間的關系如表1。
表1
功率因數從1降低到左列數值 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65
電網元件中有功損耗增加百分數△% 11 23 38 56 78 104 136
功率因數提高對降低有功功率損耗的影響見表2。
表2
功率因數由右列數值提高到0.95 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9
可變有功功率損耗降低的百分數 60 53 46 38 29 20 10
四、無功補償在電網中的作用無功補償挖掘發供電設備潛力
(1) 在設備容量不變的條件下,由于提高了功率因數可以少送無功功率,因此可以多送有功功率。可多送的有功功率ΔP計算如下: ΔP=P1-P=S(cosφ1-cosφ)(5)
(2) 如需要的有功不變,則由于需要的無功減少,因此所需要的配變容量也相應地減少ΔS計算如下: ΔS=S-S1=P(1/cosφ-1/cosφ1)(6)
可以減少供電設備容量占原容量的百分比為ΔS/S計算如下: ΔS/S=(cosφ1-cosφ)/cosφ1=(1-cosφ/cosφ1) (7)
(3) 安裝無功補償設備,可使
發電機多發有功功率。系統采取無功補償后,使無功負荷降低,發
電機就可少發無功,多發有功,充分達到銘牌出力。
五、無功補償在電網中的作用無功補償減少用戶電費支出
(1) 可以避免因功率因數低于規定值而受罰。
(2) 可以減少用戶內部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗,因而相應可以減少電費的支出。
綜上所述,采用無功補償可以提高功率因數,是一項投資少,收效快的節能措施。并聯補償電容器
原理簡單、使用方便、運行經濟、投資省、可以分組投切保證電壓合格率和合理的功率因數。我國各地區配網和農網很多地方平均功率因數偏低,有降低線損的潛力。通過計算,采用補償電容器進行合理的補償一定能取得顯著的經濟效益。
以上部分就是無功補償在電網中的應用,和作用詳解。