并聯(lián)電容器無功補償?shù)呐渲梅椒?一)

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并聯(lián)電容器無功補償?shù)呐渲梅椒?一)
前言
采用力電容器并聯(lián)補償電網(wǎng)的無功負荷，由于具有單位投資少、電能損耗小、
維護簡單、搬遷方便等優(yōu)點，在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。但是，目前采用的配
置原則，大多用限定功率因數(shù)法或由經(jīng)驗決定。這種方法雖然簡單易行，但經(jīng)濟效
果卻不是最合理的。
本文將從并聯(lián)電容器無功補償裝置(以后簡稱補償裝置)的改善電壓和降低線損
這兩個主要作用出發(fā)，通過理論分析來決定補償容量的配置和補償?shù)攸c的選擇，以
求得最大經(jīng)濟效益。這樣做，雖然增加了計算工作量，但其經(jīng)濟效益是相當可觀的。
本文著重解決三個問題：一是區(qū)域性補償容量如何確定；二是補償容量如何在
配電母線和配電線路上分配；三是在配電線路上如何選擇補償?shù)攸c。
第一章 區(qū)域性補償容量的確定
1．1 概 述
決定一個供電區(qū)域的補償容量，是進行無功補償規(guī)劃和安排年度計劃的重要依
據(jù)。這里所說的“供電區(qū)域”是指一個35KV 及以上的變電站供電的配電網(wǎng)。
本章將介紹兩種計算方法：一種是我國目前常用的經(jīng)濟功率因數(shù)法；另一種是
陳德裕同志于1977年提出的經(jīng)濟傳輸無功負荷法。前者計算簡單、結(jié)果明確，但是
因為忽略因素較多，經(jīng)濟效益差，適合于作為規(guī)劃設(shè)計的粗略估算；后者雖然計算
繁瑣，但配置合理，經(jīng)濟效益高，應(yīng)作為安排年度無功補償計劃的依據(jù)。
上列兩種計算方法，都是從經(jīng)濟效益出發(fā)來計算無功補償容量的，沒有考慮電
壓水平的要求。因為，解決電壓水平問題，除無功補償外，主要應(yīng)從改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)
來解決，此外還可以選擇變壓器分接電壓、帶負荷調(diào)壓變壓器、串聯(lián)補償?shù)仁侄谓?br/>決電壓水平習(xí)題。
5 1·2 用經(jīng)濟功率因數(shù)法計算區(qū)域補償容量
本方法是根據(jù)供電區(qū)域至電源的電氣距離和發(fā)電成本不同，采用不同的功率因
數(shù)要求。電氣距離分為三類七級，第一類負荷為發(fā)電廠直配負荷，按距離又分為五
級；第二類負荷為經(jīng)過一次升壓和一次降壓的負荷；第三類負荷為經(jīng)過一次升壓和
兩次降壓的負荷。如圖1·1所示為各類負荷示意圖。各類負荷在不同發(fā)電成本時的
經(jīng)濟功率因數(shù)如表1·1(見32頁)所列。分享專業(yè)智慧，相聚電氣天下
補償容量則按下式計算：
式中：P——有功負荷；
cos ——現(xiàn)有負荷的實際功率因數(shù)；
1
cos ——按表1·1查得的經(jīng)濟功率因數(shù)。
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各類負荷的經(jīng)濟功率因數(shù)
1·3 經(jīng)濟傳輸無功負荷計算原理
在電網(wǎng)中增裝無功補償后，能抵銷一部分無功負荷，使電源送來的無功負荷減
少，線損功率也隨之減少。每增加單位補償容量能減少的線損功率稱為無功補償?shù)?br/>“經(jīng)濟當量”。由于線損功率減少而節(jié)約的價值，減去無功補償本身所增加的運行費
用之后，其剩余價值如果正好能在規(guī)定的年限內(nèi)抵償無功補償?shù)某跬顿Y，則這個相
應(yīng)的經(jīng)濟當量稱為“臨界經(jīng)濟當量”。
電網(wǎng)中不同點的經(jīng)濟當量是不同的，某一點的經(jīng)濟當量則是隨著該點的無功負
荷增長而增加。因此，經(jīng)濟當量為臨時經(jīng)濟當量時的無功負荷，便稱為該點的經(jīng)濟
傳輸無功負荷，或簡稱經(jīng)濟負荷。把超過經(jīng)濟負荷的那部分無功負荷補償?shù)?，在?jīng)
濟上是合算的；而如果實際無功負荷低于經(jīng)濟負荷，則沒有必要進行無功補償。因
此，計算無功補償配置容量便成為計算經(jīng)濟負荷。
一、基本原理
圖 1·2 表示由一個電廠經(jīng)一條線路向一個負荷供電的最簡電網(wǎng)，線損功率如下式分享專業(yè)智慧，相聚電氣天下
式中：P 和Q為通過線路的有功和無功功率，R 為線路電阻，U為線路電壓。
線損功率對無功負荷的微增率(即該負荷點的無功經(jīng)濟當量)為：
|
式中：C 2 為無功補償單位容量投資值， 為年折舊率， 為投資的回收率，
為單的電能損耗。分享專業(yè)智慧，相聚電氣天下
這里Q為用年平均無功負荷表示的經(jīng)濟傳輸無功負荷。如果用一個直流網(wǎng)絡(luò)圖
示式 (1．9)，則如圖1·3所示， 圖中： E＝ 為直流電源“電勢”，
則相當于流過電阻R 的“電流”。
圖1·3 圖1·2的等值計算電路
但是，實際電網(wǎng)的接線是很復(fù)雜的，下面將分別敘述各種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)時的經(jīng)濟負
荷的計算方法。從上面所述的計算原理可知，由于有功負荷不能“補償”，線路的電
抗不會產(chǎn)生有功損耗，因此在下述的計算中可予忽略。
二、具有兩個及以上分支的電網(wǎng)。
圖1·4所示有幾個分支的電網(wǎng)，為計算第i 分支的無功負荷的經(jīng)濟當量如下式；分享專業(yè)智慧，相聚電氣天下
式中：Q ＝Q—Q 為除i 支路外其余支路的無功功負荷。
S i
將(1·10)式變換一下，令m＝m ，則Q 即為該支路的經(jīng)濟傳輸無功負荷。
i o i
式(1·11)可用圖 1·5 來表示，因此圖 1·5 可作為帶分支電網(wǎng)計算經(jīng)濟負荷的
圖解法。
三、具有兩個及以上的電源。分享專業(yè)智慧，相聚電氣天下
圖1·6表示兩個電源的電網(wǎng)。如果電源的無功出力是無限的則無功負荷在兩個
分支的分配，應(yīng)遵循線損最小的原則，不難求得：無功負荷應(yīng)與其電阻成反比分配。
同理，三個以上電源時，亦可用類似的方法圖解。分享專業(yè)智慧，相聚電氣天下
四、縣有恒定的無功負荷分支線。
在實際電網(wǎng)中，某些分支的無功負荷，比計算的經(jīng)濟負荷還要小；對用戶專用
線只要求其保證一定的功率因數(shù)。因此，這些分支稱為不補償分支。如圖1·8所示。
負荷Q 的經(jīng)濟當量為：
2
式（1·16）可用1·9的等值電路圖解，其中不補償負荷Q 可看作恒流負荷，
1
Q 即為所求之經(jīng)濟負荷。
2
五、具有恒定的無功電源。分享專業(yè)智慧，相聚電氣天下
實際電網(wǎng)中，已經(jīng)設(shè)置的無功補償裝置，可以用來抵銷無功負荷，也可作為恒
定的無功電源對待；有時，根據(jù)無功負荷經(jīng)濟分配需要某個電廠供應(yīng)的無功出力，
超過發(fā)電廠的可能出力時，則該電廠的無功出力可作為恒定的無功電源對待。
如圖1·10中，Q 為發(fā)電機最大無功出力，Q 為已裝無功補償容量。根據(jù)無功
F B
電力平衡關(guān)系，顯然有：
式（1·20）可用圖 1·11 的等值電路來圖解。圖中，Q 和 Q 是恒流電源(注
F B
意Q 的方向與圖 1·9中的恒流負荷是相反的)。
B
1·4經(jīng)濟傳輸無功負荷的計算方法分享專業(yè)智慧，相聚電氣天下
實際電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的，變電站和輸電線路少則幾十座(條)，多則幾百座
(條)。因此，要精確計算經(jīng)濟傳輸無功負荷是一件很繁雜的工作。但是，我們的計
算目的是確定區(qū)域補償容量，精度要求不高。因此，可作必要的簡化。例如，如果
忽略發(fā)電機和升壓變壓器的電阻，則可把電源的每一條直配線當作一個電網(wǎng)來單獨
計算。也就是把電網(wǎng)切成若干塊，每塊的結(jié)構(gòu)便簡單多了。計算程序和方法如下，

您好！并聯(lián)電容器無功補償是一種電力系統(tǒng)中常見的技術(shù)手段，用于提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少線路上的電壓損失，提高設(shè)備效率。配置方法通常包括以下幾個步驟： 1. **需求分析**：首先，確定系統(tǒng)中的無功功率需求，這取決于負載類型（如電動機、照明等）、運行工況和電力網(wǎng)絡(luò)特性。 2. **選擇合適的電容器**：根據(jù)實際需求計算所需的電容值，考慮電容器的額定容量、耐壓等級、溫度系數(shù)等因素。常用的電容器有單相或三相，并可能采用固定電容或可調(diào)電容。 3. **計算補償容量**：使用公式如Qc = K*(P - S)計算所需的無功補償容量，其中Qc是補償容量，K是功率因數(shù)校正系數(shù)，P是視在功率，S是有功功率。 4. **布置位置**：電容器應(yīng)安裝在靠近用電負荷的地方，以便于補償最需要的地方，比如變壓器低壓側(cè)或高壓線路前端。 5. **保護措施**：考慮到電容器可能會過載或短路，需配置相應(yīng)的保護裝置，如熔斷器、過電流繼電器等。 6. **監(jiān)控與調(diào)整**：安裝監(jiān)控系統(tǒng)，定期檢查電容器的工作狀態(tài)，并根據(jù)實際效果進行調(diào)整，以保持最佳的補償效果。 請注意，這只是一個基本的概述，具體配置方法可能因項目規(guī)模、預(yù)算和法規(guī)要求而有所不同。如果您有更具體的問題或者需要詳細的設(shè)計指導(dǎo)，請隨時告訴我。