無功補償是電(diàn)網運行中常(cháng)用、有效的降損節能(néng)技術措施之一。它是借助於無功補償設備提供必要的無(wú)功功率,以提高電網(wǎng)的功率(lǜ)因數,降低(dī)損耗,改善電網(wǎng)電(diàn)壓(yā)質量。
一、對(duì)電力用戶
在實際工作中,我們發現一些電力(lì)用戶對無功補償的積極性不高,由於他們在認識上(shàng)存在誤區,因此總認為無功補償是供電公司的事,與用戶沒有多大關係,直流高壓(yā)發生器適(shì)用於電力部(bù)門、企業動(dòng)力部門對氧化鋅避雷器、電力電纜(lǎn)、發電機、變(biàn)壓器、開關等設備進行直流高壓試驗和泄漏 電流試驗(yàn)。進行無功補償(cháng)對用戶沒有多大好處。其實,無功補償不僅對供電公司有利,而且對電力用戶(hù)也有很大好處。為便於電力用(yòng)戶理解,簡單(dān)分析如下:
無(wú)功(gōng)補償的實(shí)質是要盡量減少無功(gōng)功率在網絡中傳遞,設法就地安裝無功電源,從(cóng)而滿足(zú)電力用戶及網絡元件對無功功率的需求。變電站安裝的電容器裝置隻能減少110kV、35kV線路中無功功率的傳遞,降低110kV、35kV線路的損耗,而電力用戶安裝(zhuāng)的的電容器裝置,能減少整個(gè)網(wǎng)絡中無功功率的傳遞,從而能降低整個網絡(luò)的線路損耗,改善整個網絡的電壓質量。
具(jù)體地說,電力(lì)用戶(hù)安裝無功補償裝置的好處有:
1.實行力率收費,可減少電費支出。
力率電費(fèi)是(shì)指電力(lì)用戶感(gǎn)性負載無功消耗量過大,造成功率(lǜ)因數低於(yú)國家標準,從而(ér)按電費額的百分比追收的電費(詳見(jiàn)功率因數調(diào)整(zhěng)電費表)。
高壓計(jì)量的用戶:
力率電費(fèi)=(電度電費+基本電費)×罰款比例
獎勵電費=(電度電費+基本電費)×獎勵比例
低壓計量的用戶:
力率電費=電度電費×罰款比例
獎勵電費=電度電費×獎勵比例
電度電費是指動力(lì)電費,不包括照(zhào)明電費,照(zhào)明是不收力率電費的。
對於低壓計量的(de)用戶電度電費中還包括線損(sǔn)電費和變壓器的有功損失電費。
高壓計量的用戶當變壓器的容量超過315KVA時收基本(běn)電費,基本電費是按變壓器的容(róng)量(liàng)來收取的(de)。
2.減少了電能損失。
因為ΔP=()2×R,所以ΔP與功率因數的平方成反比,如果(guǒ)用戶的功率因(yīn)數(shù)從0.7提高(gāo)到0.95,功率損失可減少46%,如果功率因數從0.7提高到(dào)0.90,則功率損失可減少40%,效果(guǒ)是明顯的,因此,提高用戶功率因數是節約電(diàn)能(néng)的重大措施。
3.可選用截麵較小導線(xiàn):
因為I=,功率因數提高後,電流數值下降,導線截麵可相(xiàng)應減少。
4.可選用較小容量的變壓器。
因為視在功率S=,功率因數(shù)提高後,S值(zhí)相應下降,可選用較小容(róng)量的變壓器(qì),減少變壓器(qì)的(de)一次性投資、增容(róng)時的貼費和支付給電業部門按變壓器容量收取的基本電費;從另一方麵說,如(rú)果設備(bèi)輸送容量一定,功率因數提高,輸送的有(yǒu)功功率將增加。
5.減(jiǎn)少電壓降(jiàng),改善電壓質量:
因電壓降ΔU=,而且一般電力係統(tǒng)的X>>R值,Q減少後,可較大幅度地減少電壓降,從而改(gǎi)善用戶的(de)電壓質量。
電力用戶功率因數提高到何值是經濟的,需要(yào)根據技術比較,全麵衡量後確定(dìng)。
二、對農網(wǎng)線路
電力線路是用(yòng)來傳輸電能的,而(ér)線損是電能在傳輸過程中所產生的有功電能、無(wú)功電能和電壓損失的總稱(在習慣上常稱為有功(gōng)電能損失)。電網的線損按性(xìng)質(zhì)可分為技術線損(sǔn)和管理線損。技術線損(sǔn)又稱為理論線損,它是電(diàn)網(wǎng)中各元件電能損耗的總稱。可通(tōng)過理論計算來預測,而通過安裝(zhuāng)無功補償裝置等(děng)技術措施便可以達到降低技術線損的目的。管理線損是由計量設備誤差引起的線損以及由於管理不善和失誤等原因(yīn)造(zào)成的線損(sǔn),如竊電和抄表核算過程中漏抄、錯抄、錯算等原因(yīn)造成的(de)線損。管理線損通過加(jiā)強(qiáng)管理來達到降低的目地。
在技術措施方麵主要是安(ān)裝線路無功補(bǔ)償裝置來(lái)改善網絡中(zhōng)的無功功率分布,提高功率(lǜ)因數COSφ。
在有功功率合理(lǐ)分配(pèi)的同時,做到無功功率的合理分布。按照就近的原則安(ān)排減少無功遠距離(lí)輸送。增設無功補(bǔ)償裝置,提高負荷的功率因數。合理地配置無功補償裝置,改變無功潮流分布,減少有功損(sǔn)耗和(hé)電壓損耗、減少發(fā)電機送出的無功功率和通過線路、變壓器傳輸的無(wú)功功率,使線(xiàn)損大(dà)為降低,還可以改善電壓(yā)質量,提高線路和變壓器的輸送能力。
無功功率對電壓的影響
電網在進行功率傳輸時,電流將在線路等阻抗上產生電壓損(sǔn)耗△U,假如始端電壓為U1,末端電壓為U2,則(zé)電壓損耗計算公式為:△U=U1-U2=(PR+QX)/Un
式中:P----線路傳輸的有功(gōng)功率(KW)
Q----線路(lù)傳輸的無功功率(lǜ)(Kvar)
Un----線路額(é)定電壓(KV)
R、X----線路(lù)電阻、電抗(Ω)
若保(bǎo)持有功功率恒定,而R和X為定值,無功功率(lǜ)Q愈小,則電(diàn)壓損失愈小,電壓質量就愈高。當線(xiàn)路安裝容量為QC的並(bìng)聯電容器補償裝(zhuāng)置後,線(xiàn)路的電壓損耗變為:
△U´=[PR+(Q-QC)X]/Un
可以看出:采取無功(gōng)補償以(yǐ)後,線路傳輸的無功功率變小,相應地減少了線路電壓的損耗,提高了配電網的電壓(yā)質量。
無功功率對線損的影響
無功功率不(bú)僅影響(xiǎng)配(pèi)電係統的電壓質量,而且導致了(le)配電(diàn)係統供(gòng)電線損的增加。
1.線路
在(zài)農用配電網中線路的年電能損耗為(wéi):△A=3RI2maxて×10-3=△Pmaxて×10-3=P2Rて×10-3/(U2COS2φ)(KWh)
式中:△Pmax----年內(nèi)線路輸送大負荷時的有功功率(KW)
Imax---裝置所通過的大負(fù)荷電流(A)
て----大負荷損耗時間(h),其值可由年負荷曲線確定。
將功率因數由COSφ1提高到(dào)COSφ2時,線路中的功率損耗降低率為:
△P%=[1-(COSφ1/COSφ2)2]×100%
當功率因數由0.7提高到0.9時,線路(lù)中的功率損耗可減少39.5%。
2.變壓器
當電壓為額定值時,在農用配電網中變壓器的年(nián)電能損耗為:△A=n△P0t+S2max△PKて/(nS2n)(KWh)
式(shì)中:△P0----變壓器(qì)的鐵損(KW)
△PK----變壓器的銅損(KW)
Sn----變壓器(qì)的額定容(róng)量(KVA)
Smax----變壓器的大負荷(KVA)
t----變壓器每年投入運行的小時數(h)
n----並聯運行的變壓(yā)器台數
て----大負荷損耗時間(jiān)(h),其值可由年(nián)負荷曲線確定。
由於大負荷損耗時間て與功率因數COSφ有關,當COSφ增大時,輸送的無功功率減少,相應的て值也就減少,因而電(diàn)網損耗也就明顯降低。
實現無功補償,不僅能改善電(diàn)壓質量,對(duì)提(tí)高電(diàn)網運行的經濟性也有重大作用,應根據各種運行方式下的網損來優化運行方式,合理調整和(hé)利用補償設備提高(gāo)功率(lǜ)因數。對電網進行無(wú)功補償時,根據(jù)電網中無功負荷及無功分布情況(kuàng)合(hé)理選擇(zé)無功補償容量和(hé)確定補償容量(liàng)的分布,以進一(yī)步降低電網損耗。
實際(jì)補償過程中,電(diàn)容器容量的選擇是一(yī)個十分重要的問題,如果我們選擇的容量過小,則起不到很好的補償作用;如(rú)果容(róng)量(liàng)選擇過大,供電回路電流的相位將超前於電壓,就會(huì)產生過補償(cháng),引起變壓器二次側電壓升高(gāo),導致電(diàn)力線路及電容器自身的(de)損耗增加。
無功補償是日常運行中常(cháng)用、有效的降損節能技術措施,無功分(fèn)散補償更能實現無功的就地平衡(héng)。對降低供電線損,提高配網供電能力,改善電壓質量都(dōu)有(yǒu)重大意義,所以,在配(pèi)電網建設與改造中應大(dà)力推廣無功補償技術。
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