浅谈低压电网的无功补偿(一)

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[论文关键词]低压电网无功补偿功率因数

　　[论文摘要]低压电网如何有效保持良好的工作状态，降低电能损失，与电网稳定工作、电力设备安全运行、工农业安全生产及人民生活用电都有直接影响。分析无功补偿的作用和主要措施。
　　
　　　　
　　无功补偿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，降低电能的损耗，改善电网电压质量。
　　从电网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤其是以低压配电网所占比重最大。为了最大限度的减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配
　　置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。
　　
　　一、低压配电网无功补偿的方法
　　
　　随机补偿：随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。
　　随器补偿：随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。
　　跟踪补偿：跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。
　　
　　二、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）。
　　（一）单负荷就地补偿容量的选择的几种方法
　　1．美国：Qc=（1/3）Pe
　　2．日本：Qc=（1/4~1/2）Pe
　　3．瑞典：Qc≤√3UeIo×10-3(kvar)Io-空载电流=2Ie(1-COSφe)
　　若电动机带额定负载运行，即负载率β=1,则：Qo　　根据电机学知识可知，对于Io/Ie较低的电动机（少极、大功率电动机），在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与激励容量Qo的比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功经济当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下，此式来选取是合理的。
　　4．按电动机额定数据计算：
　　Q=k(1-cos2φe)3UeIe×10-3(kvar)
　　K为与电动机极数有关的一个系数
　　极数：246810
　　K值：0.70.750.80.850.9
　　考虑负载率及极对数等因素，按式（4）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。此法在节能技术上广泛应用，特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于Io/Ie较低的电动机额定负载运行状态下，其补偿效果较差。
　　（二）多负荷补偿容量的选择
　　多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。
　　1．对已生产企业欲提高功率因数，其补偿容量Qc按下式选择：
　　Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm
　　式中：Km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；Kj为补偿容量计算系数，可取0.8～0.9;Tm为企业的月工作小时数；tgφ1、tgφ2是指负载阻抗角的正切，tgφ1=Q1/P，tgφ2=Q2/P；tgφ（UI）可由有功和无功电能表读数求得。
　　2．对处于设计阶段的企业，无功补偿容量Qc按下式选择：
　　Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)
　　式中Kn为年平均有功负荷系数，一般取0.7～0.75;Pn为企业有功功率之和；tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加权平均功率因数求得cosφ1。
　　多负荷的集中补偿电容器安装简单，运行可靠、利用率较高。