无功补偿与节能降耗

摘 要： 基于无功补偿技术的原理，在供配电系统选择并使用了无功补偿。阐述了选矿厂生产设备在使用无功补偿装置后，提高了功率因数，节约了电能，供 电稳定可靠 。

引 言：

绝大多数工业企业用电设备属感性负荷，运行时会吸收大量无功功率，降低 系统电压和功率因数，增加线路损耗、降低供电能力。

某限公司选矿厂内一些大型设备为变频控制 ，使用了大功率 变频器。 变频器为非线性负载， 产生大量谐波电流， 造成电网及配电系统不稳定， 为解决供配电存在的隐患在供配电系统应用了无功补偿技术，以提高供配电质 量，保证生产顺利。

无功补偿原理

当电网电压的波形为正弦波，且电压与电流同相位时，电阻性电气设备如白 炽灯、 电热器等从电网上获得的功率 P 等于电压 U 和电流 I 的乘积， 即： P=U×I。 电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场， 此时所消耗的 能量不能转化为有功功率， 故被称为无功功率 Q。 此时电流滞后电压一个角度 φ。 在选择变配电设备时所根据的是视在功率 S，即有功功率和无功功率的矢量和： S =(P2 + Q2)1/2。无功功率为：Q=(S2 - P2)1/2

有功功率与视在功率的比值为功率因数：cosφ=P/S

无功功率的传输加重了电网负荷，使电网损耗增加，系统电压下降。故需对 其进行就近和就地补偿。并联电容器可补偿或平衡电气设备的感性无功功率。当容性无功功率 QC 等于感性无功功率 QL 时，电网只传输有功功率 P。

无功补偿形式

无功补偿分集中补偿、分散补偿和就地补偿三种。集中补偿方式所用电容器 组的容量较分组补偿或就地补偿小， 利用率更高， 但未对变、 配电所各馈线补偿， 仅减轻了电网的无功负荷。分散补偿方式中的电容器组的利用率较就地补偿高， 因此总的需要量较就地补偿小，是一种经济合理的补偿方式。

补偿容量的确定

电网里输、变、配电设备和电力用户消耗的无功功率损耗约各占一半，为减 少消耗，须减少无功在电网里的流动。最好是从用户开始增加无功补偿，提高用 户负荷的功率因数，可减少发电机无功出力和输、变、配电设备中的无功电力消 耗，从而降低损耗。按式 Qc= P ( 1 / cos 2 ϕ1 − 1 − 1 / cos 2 ϕ 2 − 1) 计算补偿的无功 功率容量 Q，式中 P 为最大负荷日平均有功功率; cos ϕ1 、 cos ϕ 2 分别为装设补 偿装置前后功率因数实测值。

无功补偿有利于降低系统的能耗

无功补偿常遇到的问题和解决办法分析

在实际工作中， 无功补偿工作还遇到如下问题： 1、电容器损坏频繁。 2、 电容器外熔断器在投切电容器组及运行中常发生熔断。3、电容器组经常投入使 用率低。

针对上述情况我们分析可能存在的原因如下：1、电容器损坏主要原因由于 在选择电压等级时没有考虑谐波背景的影响，造成所选择的电压等级偏低，长期运行电容器将容易损坏。2、电容器外熔断器经常发生熔断，主要是合闸涌流对 熔断器的冲击或者熔断器额定电流的选择偏小造成的， 或是不同电抗率组别的电 容器组投切顺序不当所致。3、电容器投入使用率低主要是由于在电容器容量选 择及分配不当造成的。

结 语

可见，在电网中加装适当容量的无功补偿电容器，可以提高功率因数;而提 高功率因数又可以降低电网的电能损耗，从而带来很大的经济效益。工业企业供 用电系统存在很大的节能潜力，采用集中和分散相结合、高压和低压相结合无功 补偿是高效用电、节能降耗的有效方法。

参考文献

1.刘介才.<工厂供电>.北京：机械工业出版社，2005 年 1 月，第 4 版.

2.于建平.电网无功补偿技术及发展动向阴.供用电，2003(6)

3.憾晓亮.无功补偿技术在配电网中的应用[J]电网技术,1999,23(6)

4.陆安定.功率因数与无功补偿[ M].上海:上海科学普及出版社,2004.