1.1無功功率的產(chǎn)生和影響
在交流電力系統(tǒng)中,發(fā)電機在發(fā)有功功率的同時也發(fā)無功功率,它是主要的無功功率電源;運行中的輸電線路,由于線間和線對地間的電容效應(yīng)也產(chǎn)生部分無功功率,稱為線路的充電功率,它和電壓的高低、線路的長短以及線路的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。電能的用戶(負荷)在需要有功功率(P)的同時還需要無功功率(Q),其大小和負荷的功率因數(shù)有關(guān);有功功率和無功功率在電力系統(tǒng)的輸電線路和變壓器中流動會產(chǎn)生有功功率損耗(ΔP)和無功功率損耗(ΔQ),也會產(chǎn)生電壓降落(ΔU)。無功功率在輸電線、變壓器中的流動會增加有功功率損耗和無功功率損耗以及電壓降落;由于變壓器、高壓架空線路中電抗值遠遠大于電阻值,所以無功功率的損耗比有功功率的損耗大,并且引起電壓降落的主要因素是無功功率的流動。
1.2無功補償?shù)淖饔?/p>
無功補償可以收到下列的效益:①提高用戶的功率因數(shù),從而提高電工設(shè)備的利用率;②減少電力網(wǎng)絡(luò)的有功損耗;③合理地控制電力系統(tǒng)的無功功率流動,從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平,改善電能質(zhì)量,提高了電力系統(tǒng)的抗干擾能力;④在動態(tài)的無功補償裝置上,配置適當?shù)恼{(diào)節(jié)器,可以改善電力系統(tǒng)的動態(tài)性能,提高輸電線的輸送能力和穩(wěn)定性;⑤裝設(shè)靜止無功補償器(SVS)還能改善電網(wǎng)的電壓波形,減小諧波分量和解決負序電流問題。對電容器、電纜、電機、變壓器等,還能避免高次諧波引起的附加電能損失和局部過熱。
1.3無功補償裝置
除發(fā)電機和輸電線外的無功電源主要有:①并聯(lián)電容器組是一種靜態(tài)的無功補償裝置。用它進行的補償稱為并聯(lián)電容補償。②同步調(diào)相機;③靜止無功補償器。后兩者屬于動態(tài)的無功補償裝置。
另外,在遠方水電站和坑口火電廠等的出線母線上,長距離輸電線的兩側(cè)線路上,以及長距離輸電線的開關(guān)站等地方接有并聯(lián)電抗器,也是一種無功補償裝置。用其進行的補償稱為并聯(lián)電抗補償。遠方電站出口母線上的并聯(lián)電抗器主要是吸收發(fā)電機所發(fā)的無功功率,以使發(fā)電機能運行在合理的功率因數(shù)下而又避免無功的長距離輸送。長距輸電級上配置的并聯(lián)電抗器,主要是吸收線路空載和輕載時的充電功率,使沿線電壓分布合理并降低工頻穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)過電壓。
鑒于電力生產(chǎn)的特點,用戶用電功率因數(shù)的高低對發(fā)、供、用電設(shè)備的充分利用、節(jié)約電能和改善電壓質(zhì)量有著重要影響。為了提高用戶的功率因數(shù)并保持其均衡,以提高供電用雙方和社會的經(jīng)濟效益,特制定功率因數(shù)的標準值與功率因數(shù)調(diào)整電費。
2 補償方式的選擇
2.1 個別補償
即在用電設(shè)備附近按其本身無功功率的需要量裝設(shè)電容器組,與用電設(shè)備同時投入運行和斷開,也就是再實際中將電容器直接接在用電設(shè)備附近。
適合用于低壓網(wǎng)絡(luò),優(yōu)點是補償效果好,缺點是電容器利用率低。
2.2分組補償
即將電容器組分組安裝在車間配電室或變電所各分路出線上,它可與工廠部分負荷的變動同時投入或切除,也就是再實際中將電容器分別安裝在各車間配電盤的母線上。
優(yōu)點是電容器利用率較高且補償效果也較理想(比較折中)。
2.3集中補償
即把電容器組集中安裝在變電所的一次或二次側(cè)的母線上。在實際中會將電容器接在變電所的高壓或低壓母線上,電容器組的容量按配電所的總無功負荷來選擇。
優(yōu)點:是電容器利用率高,能減少電網(wǎng)和用戶變壓器及供電線路的無功負荷。