試論低壓電網(wǎng)中的無功補(bǔ)償淺談

李雪濤 王瑞

摘要：低壓電網(wǎng)中無功補(bǔ)償有著必要性，通過對(duì)低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)姆椒ㄅc對(duì)無功補(bǔ)償?shù)囊蟮姆治觯芯康蛪弘娋W(wǎng)中的無功補(bǔ)償裝置與無功補(bǔ)償應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：低壓電網(wǎng)；無功補(bǔ)償；方法

中圖分類號(hào)：TM421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)也都如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，這些不同規(guī)模企業(yè)的生產(chǎn)以及人們生活用電量的需求也變得越來越大。傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)已經(jīng)不再滿足生產(chǎn)和生活的用電需求，因此，無功補(bǔ)償技術(shù)由此而誕生。

一、低壓電網(wǎng)中的無功補(bǔ)償含義

低壓電網(wǎng)中的無功補(bǔ)償主要是針對(duì)低壓電網(wǎng)供電設(shè)備功率因數(shù)低，無功功率損耗大而進(jìn)行的補(bǔ)償，以此減小損耗，提高供電設(shè)備的供電效率，改善用戶用電環(huán)境。對(duì)于不同情形的低壓電網(wǎng)應(yīng)用不同的無功補(bǔ)償方式和補(bǔ)償設(shè)備，可以極大提高供電效率，減低電能損耗，提高電網(wǎng)質(zhì)量和穩(wěn)定性。

二、低壓電網(wǎng)中無功補(bǔ)償?shù)脑蚝鸵饬x

1、無功補(bǔ)償?shù)脑?/p>

無功功率并不是毫無作用的，相反，它具有很重要的作用。它的主要作用為：在電路中的電感元件和電容元件之間創(chuàng)建不斷改變的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，以便傳輸、轉(zhuǎn)換相應(yīng)的有功功率。因此，無功功率是供電電網(wǎng)以及用電設(shè)備正常供電的關(guān)鍵。

在供電系統(tǒng)中，由于感性負(fù)荷的大量存在，使得無功功率被大量的消耗。如果，單通過發(fā)電機(jī)和輸電線路提供所需要消耗的無功功率，是完全滿足不能滿足感性負(fù)荷的需求的。如果無功功率沒有得到充分的補(bǔ)償，供電系統(tǒng)將會(huì)無法正常工作，會(huì)造成無功功率減少、設(shè)備供電能力和利用率降低、大量的電能損耗、降低電壓質(zhì)量等嚴(yán)重的后果，影響了供電系統(tǒng)的良好供電。所以，在低壓電網(wǎng)中應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)是非常關(guān)鍵的。

2、意義

在低壓電網(wǎng)供電系統(tǒng)中應(yīng)用無功補(bǔ)償裝置，具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義，主要表現(xiàn)在：如果無功補(bǔ)償?shù)哪芰吭黾恿耍敲措娋W(wǎng)發(fā)送的無功功率就會(huì)相應(yīng)減少，因而可以達(dá)到把電網(wǎng)和變壓器中的功率損耗降低的目的，從而使供電效率得到大大提高。在供電線路中應(yīng)用無功補(bǔ)償裝置后，因?yàn)樨?fù)荷電流的減少，使得供電線路的電壓損耗降低，保證供電系統(tǒng)的電壓維持穩(wěn)定，提高電壓質(zhì)量。無功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用能夠提高功率因數(shù)，改善供電電網(wǎng)有功功率的輸送比例，使得發(fā)電機(jī)和供電設(shè)備的容量相應(yīng)增大，減小了發(fā)電機(jī)和供電設(shè)備的設(shè)計(jì)容量，降低了企業(yè)成本的投資，且我國(guó)電價(jià)的制定主要根據(jù)企業(yè)功率因數(shù)規(guī)定達(dá)到的數(shù)值大小并按照數(shù)值的大小進(jìn)行電費(fèi)收取。許多企業(yè)對(duì)供電機(jī)器設(shè)備的節(jié)能保養(yǎng)也特別注重，這樣可以達(dá)到減少開支的目的。無功補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)用可以幫助企業(yè)對(duì)運(yùn)行的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)，減少機(jī)器設(shè)備運(yùn)行過程中的損耗，極大的減少了供電企業(yè)不必要的開支，加大了經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)電壓損耗進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)損耗幾乎全部是輸送無功負(fù)荷產(chǎn)生，導(dǎo)致電壓穩(wěn)定中功率有著不可替代的作用。在實(shí)際的電壓傳送中，減少無功功率不僅僅能夠保持電壓穩(wěn)定，同時(shí)也可以保證大型電動(dòng)機(jī)的順利啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

三、低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>

1、隨器補(bǔ)償

隨器補(bǔ)償實(shí)質(zhì)上是指借助低壓保險(xiǎn)，對(duì)配電變壓器進(jìn)行二次側(cè)接入低壓電容器，對(duì)于這種補(bǔ)償方法，對(duì)變壓器的空載無功可以進(jìn)行有效的補(bǔ)償。

對(duì)于配電變壓器在空載或者是輕載時(shí)的無功負(fù)荷是由變壓器的空載勵(lì)磁無功決定的。配變空載無功是作為用電單位無功負(fù)荷的重要組成部分，而對(duì)于輕負(fù)載的配變壓器中，因?yàn)榕渥兛蛰d無功的占據(jù)會(huì)損耗大量的電能，會(huì)導(dǎo)致電費(fèi)單價(jià)的上漲。對(duì)于這種補(bǔ)償方式的優(yōu)點(diǎn)主要為：對(duì)于配變空載無功可以進(jìn)行很好的補(bǔ)償，而且可以很好的限制農(nóng)網(wǎng)無功基荷；同時(shí)還具有維護(hù)簡(jiǎn)便和安裝方便等優(yōu)勢(shì)。

2、隨機(jī)補(bǔ)償

把電動(dòng)機(jī)以及低壓電容器組進(jìn)行連接一起，并運(yùn)用控制和保護(hù)裝置和電機(jī)一起進(jìn)行投切即為隨機(jī)補(bǔ)償。其使用范圍大多數(shù)是為電動(dòng)機(jī)的無功消耗，其主要是給電動(dòng)機(jī)補(bǔ)勵(lì)磁無功，此種方法的運(yùn)用可以在一定情況下減輕用電單位的無功負(fù)荷。其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為：在用電設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)后，無功補(bǔ)償隨之開始運(yùn)行補(bǔ)償；同時(shí)用電設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，無功補(bǔ)償也隨之停止補(bǔ)償，而且在再次運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不用重復(fù)調(diào)整補(bǔ)償容量。對(duì)于投資、占地空間、安裝以及維護(hù)等方面無功補(bǔ)償也具有很大的優(yōu)點(diǎn)。

3、跟蹤補(bǔ)償

跟蹤補(bǔ)償方式是把低壓電容器連接在0.4千瓦的母線上，控制和保護(hù)裝置采用無功補(bǔ)償投切裝置。這種補(bǔ)償方法的優(yōu)點(diǎn)為：可以隨時(shí)掌握功率因數(shù)的變化情況，對(duì)電容器運(yùn)行和維護(hù)方便，持久耐用，且補(bǔ)償效果良好。缺點(diǎn)為：采用的裝置較為復(fù)雜，對(duì)電容器不能實(shí)現(xiàn)平滑無極調(diào)速。如果隨機(jī)補(bǔ)償法、隨器補(bǔ)償法和跟蹤補(bǔ)償法的成本相差不多時(shí)，要首選跟蹤補(bǔ)償法。

四、低壓電網(wǎng)對(duì)無功補(bǔ)償?shù)囊?/p>

1、采用隨時(shí)補(bǔ)償?shù)囊?/p>

所謂的隨時(shí)補(bǔ)償要求就是，在低壓電網(wǎng)供電進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，控制保護(hù)裝置采用無功補(bǔ)償投切裝置，而把電容器接在電壓為0.5千瓦的母線上作為補(bǔ)償。采用這種隨時(shí)補(bǔ)償方式既能滿足同機(jī)補(bǔ)償?shù)囊螅€能滿足電容器補(bǔ)償?shù)囊螅诖嘶A(chǔ)上還能提高電壓的質(zhì)量，并在電壓穩(wěn)定的情況下，避免電容器受到損壞。

2、采用電容器補(bǔ)償?shù)囊?/p>

在低壓電網(wǎng)中采用電容器補(bǔ)償時(shí)，要利用低壓保險(xiǎn)把電容器連接到變壓器的二次側(cè)，這樣做的目的有兩個(gè)，第一個(gè)目的為：使變壓器空載時(shí)的無功功率得到補(bǔ)償；第二個(gè)目的為：使變壓器在運(yùn)行過程中造成的損耗得到補(bǔ)償。

3、采用同機(jī)補(bǔ)償?shù)囊?/p>

在低壓供電電網(wǎng)供電系統(tǒng)進(jìn)行供電前，為了使低壓電容器和電動(dòng)機(jī)能夠同步運(yùn)行，可以將低壓電容器和電動(dòng)機(jī)連接在一起共同工作。對(duì)無功補(bǔ)償?shù)倪@種要求不僅僅能夠減小線路中電流流過造成的電能損耗，還能夠極大地改善電流的工作效率，以便實(shí)現(xiàn)減少電能損耗的要求。

五、無功補(bǔ)償應(yīng)注意的問題

1、功率因數(shù)補(bǔ)償要合理

根據(jù)一些列數(shù)據(jù)顯示，如果將功率因數(shù)從0.9提升至1.0，其所用補(bǔ)償容量與0.8提升至0.9的補(bǔ)償容量幾乎相等，但是前者電能損失僅僅是后者損耗的一半。因此對(duì)于補(bǔ)償度不能一味的強(qiáng)求高補(bǔ)償，應(yīng)該根據(jù)投資效益采取合理的補(bǔ)償度。而補(bǔ)償后功率因數(shù)在0.9至0.95則為正確補(bǔ)償度。

2、防止過補(bǔ)償

使用錯(cuò)做電容器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償，但是在切斷供電電源以后，電動(dòng)器還會(huì)因?yàn)閼T性原因自行運(yùn)轉(zhuǎn)一會(huì)，此時(shí)斷電后電容器放出的電流就會(huì)成為勵(lì)磁電流，使電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)得到自勵(lì)，此時(shí)向系統(tǒng)倒送的電壓無功，多余的無功功率使得運(yùn)行電壓提高，嚴(yán)重威脅設(shè)備安全，加大網(wǎng)絡(luò)損耗，反而會(huì)使節(jié)能效率成為反作用。

3、防止產(chǎn)生諧振

當(dāng)供電線路遇到諧波源時(shí)，需要采取增加電抗器的方式，這樣才可以保證電容器不會(huì)因此受到影響而導(dǎo)致?lián)p壞。

4、防止過電壓

如果電容器在補(bǔ)償容量過大時(shí)，電網(wǎng)電壓就會(huì)升高，電容器也因之而損壞，根據(jù)國(guó)標(biāo)的規(guī)定，工頻長(zhǎng)期過電壓值最多不能超過1.1倍的額定電壓。

結(jié)束語

低壓電網(wǎng)的運(yùn)行狀況和電能損耗的多少是和電網(wǎng)工作的穩(wěn)定以及安全生產(chǎn)和人們生活用電有著十分密切的聯(lián)系。采用無功補(bǔ)償裝置，使用方便，保證電壓質(zhì)量，使電能得到最大的利用率。對(duì)于電網(wǎng)中變壓器和其他供電設(shè)備在電能傳輸過程中合理使用無功補(bǔ)償可以有效降低電能的損耗，提高電能的使用效率和電網(wǎng)的傳輸效率，但是如果存在補(bǔ)償度過高或是其他原因時(shí)就會(huì)造成額外的電能損耗，可能超過未使用無功補(bǔ)償?shù)碾娔軗p耗，因此在使用無功補(bǔ)償時(shí)，要合理進(jìn)行功率因數(shù)的增加，使其達(dá)到合理，有效保證減少電能的損耗，達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

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