企業用電的無功補償設計

姜馬超+米云寶

摘 要：我國電網是一個非常復雜的系統，不是我們平常想的僅僅傳輸電能，只要不短路或者斷路就不會有問題。實際在電網運行中有很多問題，過多的高次諧波就會多整個電網造成極大的損害。企業用電的過程中會產生大量的無功功率，若不處理這些無功就會反饋給電網，影響電能質量，給整個電網帶來不可估量的損失。因此對企業用電的無功補償處理顯的至關重要。

關鍵詞：功率因數；無功補償；設計

1 概述

企業用電產生的大量無功會反饋給電網，僅憑電網自身是無法消化這部分無功功率的，因此企業都必須設計無功補償系統來消除這部分無功，減小對電網造成的影響。

2 影響無功功率的主要因素

工礦企業的現場負荷、用電設備在使用過程中，不但要損耗有功功率，還需提供無功功率，因此產生了功率因數。當有功功率P為一定值時，無功功率Q的值降低，則會使得功率因數升高。在最理想情況下，當Q=0時，就徹底的消除的無功功率。所以只有降低了配電系統中的無功功率，配電系統的功率因數就會提高。

2.1 產生無功的主要設備

三相異步電動機、一體式焊機、高頻爐、變壓器等數量巨大的電感性設備，造成了無功功率的大量消耗。相關資料統計，在工礦企業消耗的所有無功功率中，60%～70%的高比例為異步電動機的無功損耗；然而三相異步電動機總無功損耗的6/10～7/10又被空載時所損耗。所以減少電動機的空載損耗是提高電動機功率因數的重要有效手段。變壓器的無功功率通常會損耗其額定容量的1/10～1.5/10，而且變壓器如果滿載狀態下的無功約為空載時的30%左右。因此，變壓器容量的合理選擇和用電負荷的合理分配也是改善工礦企業配電系統功率因數的重要手段之一。

異步電動機對無功需求的多少和電動機的定子與轉子間的氣隙有很大的關系。而異步電動機所耗用的無功功率由兩部分組成，一是電動機空載時的無功損耗，而是在負載時的無功損耗，總無功損耗就是這兩部分之和。所以減少電動機的空載運行和提高電動機的負載率就可以提高電動機的功率因數。

2.2 電壓波動對功率因數的影響

在工礦企業比較多的區域或者雷雨惡劣天氣的環境下，電網就會容易出現電壓波動的狀況。當電壓波動值達到額定電壓1.1時，磁路就會飽和，無功功率會快速增大，依據相關資料統計，當電壓波動值達到額定電壓1.1時，通常工礦企業的無功會提高35%左右。當配電系統低于額定值運行時，可以提高配電系統的功率因數。但低于額定電壓運行會造成用電負荷的停運甚至損壞。所以配電系統的穩定運行也是保證功率因數得重要因素。

2.3 電網頻率波動對功率因數的影響

電網頻率波動作為污染電網質量的主要因數，不但會影響異步電機的無功功率，還對變壓器的磁化無功功率形成不良影響。

影響配電系統功率因數的因素有很多，以上從不同方面闡述了會影響配電系統功率因數的一些主要因素，我們必須通過工作實踐和理論知識相結合，尋求更多得方法來提高用電設備的功率因數，為工礦企業的無功補償技術服務。

3 補償容量的確定

3.1 單負荷補償容量計算

式中：Kn：年平均有功負荷系數，通常取0.7～0.75；Pn：企業有功功率之和；tg?1、tg?2意義同前。tg?1依據企業負荷性質不同可以查手冊近似值取得，cos?1使用平均功率因數加權的方法也可以取得。

多負荷集中補償的電容器接線、安裝方便，系統穩定、設備利用率偏高。但在設備負荷較輕或者間斷運行時，會使設備過補償，電壓累加到用電設備上，電壓升高。用電質量變差。所以低壓多負荷選擇好容量，必須采用無功補償控制器進行控制，即根據采集的電流計算無功補償容量的投入，高壓配電補償時需要考慮預防過補償的方法。

4 結束語

本文先從企業用電的無功來源出發，分析企業用電無功的產生有三相異步電機等感性設備用電，其他因素引起的電壓、頻率波動等因素引起的。通過分析產生無功的原因，闡述了幾種無功補償的具體計算方法。隨著技術越來越先進，企業也應該提升自身的技術基礎，才能得到清潔高效的電能。

參考文獻

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