无功就地补偿及其效益分析

[摘 要]本文介绍了就地补偿的原理，补偿容量的选择及使用场合，分析了就地补偿的效益，说明就地补偿是一项很好的节能措施。

[关键词]无功补偿；电容器；效益

中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0265-01

1、概述

当今，电力系统电网容量不断增加，电压等级也相应增多，若系统中无功电源不足，将使系统电压降低，从而损坏用电设备，影响生产的正常进行，甚至会造成电网崩溃。另外，无功电源不足所引起功率因素和电压和降低，会使电气设备得不到充分利用，电能损耗增加，效率降低，电路输送有功负荷的能力降低。特别是当前工业迅速发展，而又面临能源短缺，就更需经济、安全、高效地利用有限能源。因此，补充电网无功功率不足，提高功率因素，是电力系统安全经济运行的重要保证。

无功补偿，就其概念而言早为人知，它就是借助于无功补偿设备为系提供必要的无功功率，以提高功率因素，降低能耗，改善电网电压质量。

2、就地补偿的容量的选择

就地补偿就是补偿电容与感性负载直接并联，以提高功率因素，节约电能。也就是说，无功在哪里产生，就在哪里补偿，尽量减小无功负荷电流在电力网中的传输。

2.1 一般感性负载的就地补偿

一般感性负载补偿容量的选择取决于负荷功率的大小及补偿前后的功率因素。若电力负荷有功功率为P，功率因素为COSψ，补偿后为COSψ2， 则补偿容量为Q=P（tgψ1-tgψ2）=P

补偿容量的确定既可利用查表法也可通过查诺模图来求得。COSψ的确定必须适当，将功率因素由0.9提高到1所需补偿容量与由0.7提高到0.9时相同，显然经济性显著降低，甚至得不偿失。

2.2 异步电机的就地补偿

异步电动机的空载情况补偿，则其满载时功率因素仍为滞后。若以额定负载下补偿到COSψ=1，则空载或轻载时电动机势必要过补偿。过补偿的电动机在切断电源后，由于电容的放电供给电动机激电流，使仍在旋转着的电动机成为异步发电机，从而使电压越出额定电压，对电机的绝缘与电容器不到。

此外，观察异步电机的等效电路也可以知道，当负载由零到满载时，负载支路中培加的无功分量很小，而励磁电流将随着负载的增加而略有下降，从而将空载运行中的异步电动机功率因素补偿到接近1，可以保证从空载到满载都能得到较高的功率因素。

2.3 变流装置就地补偿

因此，在变流装置中，即使位移因素为1，但电流畸变因素小于1，从而，变流装置的功率因素总是小于1，再者，变流装置采用相控方式，在深挖时，a较大，ψ也较大，COSψ较小，从而pf较低。

不仅如此，变流装置所产生的谐波使电网电压电流波形畸变，因此在变流装置容量较大或集中的地方，有必要采取就地补偿，以提高功率因素并降低谐波。

对变流装置的无功及谐波补偿，由于有高次谐波的存在，直接安装并联电容器极不安全，必须采取措施加以保护。并且，直接并联电容器，系统中的有些谐波还将被放大。因此，在进行无功补偿的同时，也要考虑对谐波的过滤。在系统中，若单纯就选择滤波器而言，所需的电容量小于无功补偿所需的电容量。但是，无功补偿装置的设置主要是为了补偿无功，改善负载端电压的。因此，不能仅考虑滤波的需要来选择所配置的电容量，一般是将补偿装置无功所需的电容与一适当的电抗器串联，这样，既可保证无功的补偿，降低谐波，又可以保证电容器不受损坏。

3、就地补偿的效益

3.1 就地补偿可以增加供配电设备出力

3.4 消除因过补偿引起的附加功耗

一般情况下，一个单位的无功负载在一天中是变化的，若采用集中补偿，尽管会根据无功功率规律进行接切，但总会存在有时欠补偿，过补偿现象。负补偿达不到补偿要求，过补偿除引起功率因素下降外，还会造成附加功耗，这是因为此时有超前无功功率在电网中传输。采用就地补偿就可克服这个缺点，因为它基本上保持和负荷变化规律同步，使系统在整个过程中均保证有较高的功率因素。

4、就地补偿的应用场合

就地补偿一般应用在以下场合

4.1 农田排灌用电。此时若水泵距配电房较远或水泵用电处于用电紧张季节。

4.2 工矿企业的配电房虽有集中补偿，但它并不能使工厂内线处于较高的功率因素。若设备距配电房较远，仍有采用就地补偿的必要。

4.3 系统增容或电压过低时，应首先考虑就地补偿。

5、结论

采用就地补偿，不仅可以取得以上效益，还可以避免电机重合时的过电压问题。这是因为电机绕组可以作为电容放电回路，电容器本身就设置放电电阻，因此电容放电较快。另外，由于就地补偿电容远离变压器，且没有其它并联电容器，因此补偿电容可以附设限流电感就可以避免电流浪涌问题，从而安装与运行维护费用较低，由上可见，就地补偿是一项优良的节能措施。

参考文献

[1]刘介才.工厂供电，机械工业出版社，2009-01-01.