摘要： 基于目前工業、企業及城市建設的變、配電情況，基于無功補償的原理與實際應用情況，淺談在供、配電系統選擇并使用無功補償的價值。在工農業生產、生活及城市建設在使用無功補償裝置后，提高了功率因數，節約了電能，供電穩定性顯著提高 ，節約了生產成本。

　　關鍵詞：無功補償,功率因數,降損節能

　　一、無功補償在供、配電系統中應用的目的和意義

　　工農業生產、生活中廣泛使用的電力負荷如電動機、變壓器等，大部分屬于感性負載，感性負載是根據電磁感應原理工作的。它們在能量轉換過程中建立交變磁場，在一個周期內吸收的電能和釋放的電能相等，這種電能功率叫無功功率。把具有容性功率的負荷與感性功率負荷并聯接在同一電路，能量在這兩種負荷之間相互交換。這樣，感性負荷所需要的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率補償，這就是無功補償。

　　無功補償在供、配電系統中的應用的目的主要有一是為了補償無功功率，同時增加電網中有功功率的比例常數，即提高功率因數。二是減少發、供電設備的設計容量，減少投資，例如當功率因數cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95時，裝1Kvar電容器可節省設備容量0.52KW;反之，增加0.52KW對原有設備而言，相當于增大了發、供電設備容量。因此，對新建、改建和擴建工程項目，應充分考慮無功補償，便可以減少設計容量，從而減少投資。三是降低線損，由公式ΔΡ%=(1-cosΦ/cosΦ1)×100%得出，其中cosΦ1為補償后的功率因數，cosΦ為補償前的功率因數則：cosΦ1>cosΦ，所以提高功率因數后，線損率也下降了。功率因數是考核經濟效益的重要指標，規劃、實施無功補償非常有應用價值。加裝無功補償設備，不僅可使功率消耗小，功率因數提高，還可以充分挖掘供、配電系統輸送功率的潛力。

　　無功補償在供、配電系統中應用有著重要的價值和意義。電網在感性負載運行過程中需向這些設備提供相應的無功功率。在電網中安裝無功補償設備以后，可以提供感性電抗所消耗的無功功率，增加電網中有功功率的輸送比例，以及降低線損。這些都直接決定和影響著供電企業的經濟效益：(一)無功補償改善電能質量 電網中無功補償設備的合理配置，與電網的供電電壓質量關系十分密切。合理安裝補償設備可以改善電壓質量。 (二)無功補償降低電能損耗，安裝無功補償主要是為了降損節能，如輸送的有功P為定值，加裝無功補償設備后功率因數由cosφ提高到cosφ1，因為P=UIcosφ，負荷電流I與cosφ成反比，又由于P=I*R*R，線路的有功損失與電流I的平方成正比。當cosφ升高，負荷電流I降低，即電流I降低，線路有功損耗就成倍降低。(三)無功補償挖掘發供電設備潛力。一方面在設備容量不變的條件下，由于提高了功率因數可以少送無功功率，因此可以多送有功功率。可多送的有功功率ΔP計算如下： ΔP=P1-P=S(cosφ1-cosφ) 。另一方面如需要的有功不變，則由于需要的無功減少，因此所需要的配變容量也相應地減少ΔS計算如下： ΔS=S-S1=P(1/cosφ-1/cosφ1) 可以減少供電設備容量占原容量的百分比為ΔS/S計算如下： ΔS/S=(cosφ1-cosφ)/cosφ1=(1-cosφ/cosφ1) 。同時安裝無功補償設備，可使發電機多發有功功率。系統采取無功補償后，使無功負荷降低，發電機就可少發無功，多發有功，充分達到銘牌出力。 (四)無功補償減少用戶電費支出。一方面可以避免因功率因數低于規定值而受罰。 另一方面可以減少用戶內部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗，因而相應可以減少電費的支出。 綜上所述，采用無功補償可以提高功率因數，是一項投資少，收效快的節能措施。并聯補償電容器原理簡單、使用方便、運行經濟、投資省、可以分組投切保證電壓合格率和合理的功率因數。我國各地區配網以及工礦、農網等很多地方平均功率因數偏低，有降低線損的潛力。通過計算，采用補償電容器進行合理的補償一定能取得顯著的經濟效益。

　　二、電網中常用的無功補償方式

　　電網中常用的無功補償方式有三種：(一)集中補償：在高低壓配電線路中安裝并聯電容器組;(二)分組補償：在配電變壓器低壓側和用戶車間配電屏安裝并聯補償電容器。(三)單臺電動機就地補償：在單臺電動機處安裝并聯電容器等。由于越靠近線路末端，線路的電抗越大，因此越靠近線路末端裝設無功補償裝置效果越好。

　　就第三種補償方式而言，無功就地補償克服了集中補償和分組補償的缺點，是一種較為完善的補償方式。如果知道無功電流Ig，則補償電容C可按下式計算：

　　1、三相的無功功率Q = √3×U×Ig;

　　2、一相的無功功率Qx = 1/3×Q = 1/√3 ×U×Ig;

　　3、相電容Cx = Qx/2πfUU =(1/√3 ×U×Ig)/2πfUcUc = Ig/2√3πfUc, Uc = 380V， 三相電容△接;

　　4、相電容Cx = Qx/2πfUU =(1/√3 ×U×Ig)/2πfUcUc = Ig/2πfUc, ，Uc = 220V， 三相電容Y 接;

　　但是無功就地補償也有其缺點：不能全面取代高壓集中補償和低壓分組補償;眾所周之，無功補償按其安裝位置和接線方法可分為：高壓集中補償、低壓分組補償和低壓就地補償。其中就地補償區域最大，效果也好。但它總的電容器安裝容量比其它兩種方式要大，電容器利用率也低。高壓集中補償和低壓分組補償的電容器容量相對較小，利用率也高，且能補償變壓器自身的無功損耗。

　　為此，這三種補償方式各有應用范圍，應結合實際確定使用場合。這三種方式應該遵循：全面規劃，合理布局，分級補償，就地平衡;集中補償與分散補償相結合，以分散補償主;高壓補償與低壓補償相結合，以低壓補償為主;調壓與降損相結合，以降損為主的原則，各司其職。

　　三、無功補償容量時的注意事項

　　無功補償容量應注意在輕負荷時要避免過補償，倒送無功造成功率損耗增加，也是不經濟的。另外，功率因數越高，每千伏補償容量減少損耗的作用將變小，通常情況下，將功率因數提高到0.95就是合理補償。一方面，因電容器與電動機直接并聯，同時投入或停用，可使無功不倒流，保證用戶功率因數始終處于滯后狀態，既有利于用戶，也有利于電網。另一方面，有利于降低電動機起動電流，減少接觸器的火花，提高控制電器工作的可靠性，延長電動機與控制設備的使用壽命。

　　筆者在礦山企業從事電氣工作多年，多次從事變、配電系統的優化改造。深刻感受到在變、配電系統中無功補償應用與否以及是否合理應用，直接影響設備運轉的穩定性。無論從經濟上還是從安全上都非常具有現實意義。

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