做座无功补偿效益及补偿容量的选择方法

无功补偿效益及补偿容量的选择方法

无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电电压质量。无功补偿设备有多种，本文讨论的是最简单、最经济和应用最广泛的并联补偿电容器。下面分析和论述补偿的效益和补偿容量的选择方法。1无功补偿的效益 在现代工矿企业中手动控制的液压实验机，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电传输功率除有功功率外，还需无功功率。一般自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右［1］。由于减少了电无功功率的输入，会给企业带来下列好处。

（1）节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值2.3 接口及程序控翻，可相应地减少电费。可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义。

（2）提高设备的利用率。对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，负荷电流减少，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要；如果原络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不致于过载运行，从而发挥原有设备的潜力；对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。因此，使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。

（3）降低系统的能耗。设R为系统总电阻，cosψ1和cosψ2为补偿前后功率因数，ΔP1和ΔP2为补偿前后线路损耗，则线损减少ΔP为： (1) 补偿前后线路传送的有功功率不变（即），由于cosψ提高，补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1,为分析问题方便，可认为U2≈U1从而导出I1cosψ1=I2cosψ2。即I1/I2=cosψ2/cosψ1,这样线损P减少的百分数为：?P%=?P/?P1×100%=(1-I22/I12)×100%=(1-cos2?1/cos2?2)×100%(2) 当功率因数从0.70～0.85提高到0.95时，由(2)式可求得有功损耗将降低20%～45%。

（4）改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X,有功和无功为P、Q,则电压损失ΔU为：ΔU=(PR+QX)/U (3) 从(3)式可以看出，若减少无功功率Q,则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。因此，无功补偿能改善电压质量（一般电压稳定不宜超过3%）。但是如果只追求改善电压质量来装设电容器是很不经济的，对于无功补偿应用的主要目的是改善功率因数，减少线损，电压质量只是一个附带作用。2无功功率补偿容量的选择方法 无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时，补偿容量的选择分两大类讨论，即单负荷就地补偿容量的选择（主要指电动机）和多负荷补偿容量的选择（指集中和局部分组补偿）。 2.1电动机就地补偿容量的选择

（1）根据补偿容量Qc不大于激励容量Qo的条件选择。即选取补偿电容量Qc为： (4) K1为电容配比系数，一般取0.85 K11;Qo为电动机空载激励无功功率；聚氨酯在建筑保温材料市场中占据相当大的份额K2为电动机空载电流和额定电流之比，对多极小功率电动机取K2=0.40～0.45,对少极大功率电动机取K2=0.20～0.40。这样（4）式变为：Qc=K1K2Pe=(0.2～0.4)Pe (分析测试影响水泥强度实验结果准确性的探讨沂吓鸣霞龙岩市产品质量监督检验所5) 考虑负载率及极对数等因素，按式（5）选取的补偿容量，在任何负载情况下都不会出现过补偿，而且功率因数可以补偿到0.90以上。若以额定负载下补偿到cos?2=1,则空载或轻载时电动机必然要过补偿，这样既影响电压，又会使电动机在断电后，由于电容的放电供给电动机励磁电流，使仍在旋转着的电动机成为异步发电机，从而使电压超过额定电压，对电动机的绝缘和电容器都不利。