无功补偿技术对低压电网率因数的影响

【摘 要】根据用电设备的用电数，来预测输电线路的能耗损耗，随着科技的进步，通过技术改造，可以让低于标准要求的功率因素达到标准，进而达到节电的目的。

【关键词】节电技术；功率因数；无功补偿

对于无功补偿来说，这个概念很早就被人所熟知，它主要是借助无功补偿设备提供一定的无功功率，来提高系统功率的因数，进而达到降耗的目的，能够对改善电网电压的质量。无功补偿配置的基本原则就是，第一局部平衡与整体平衡相结合的原则，以局部平衡为主，第二，用户补偿与电力部门补偿相结合的基本原则，在电力输送过程中，用户消耗的无功率约占到一半多，其余的在配电网中，这就需要对用户和和电力部门共同来完成补偿事情，尽可能地实现就地补偿和就地平衡。第三，集中补偿与分散补偿相结合的基本原则，以分散为主，集中补偿和分散补偿主要是指，在变电所中安装较大容量的补偿电容器，同时在配电网中分散区中，对用户及变压器进行配电设备的补偿。对于集中补偿来说，主要是对变压器自身无功损耗的补偿，同时还可以减少变电所输电线路的无功电力，降低供电网络的无功损耗。在低压配电网的无功损耗，为了更好地降低输送损耗，应该做到无功率发生在哪里，就应该在哪里补偿，在中低压输送网络中应该以分散补偿为主。第四就是调压和降损耗相结合，以降耗为主。

1 影响功率因数的主要因素

1.1 异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备

无功补偿，即无功补偿电源，其借助无功的补偿设备来提供必要无功的功率，从而对系统功率的因数有所提升，也降低能耗，进而改善电网电压的质量。为了达到电力网络以及负荷端电压的经济水平运行要求，需要在电力网负荷端设置有无功的电源，诸如调相机、电容器等。通常在进行无功补偿的配置时，应考虑分级补偿、就地平衡的原则，以便于调整电压原则。而在接近于负荷端处分散补偿时，应减少无功功率输送，以此使损耗和压降都有所降低，从而达到更好的经济效果。无功补偿应集中安装于变电站内，以便于控制和操作，也有利于电压的调整。对于变电站所安装无功补偿设备的容量，通常是以高峰负荷时，主要变压器功率的因数所达到的一定数值来进行考量，并通过计算确定。视不同变电站的需求，可以安装并联电抗器、调相机、静止的无功补偿器、自动分组投切电容器等不同无功补偿的设备。

异步电动机的转子与定子之间的空隙是异步电动机需要较多的无功的主要因素，在异步电动机所耗用的无功率主要是由其空载的无功率和一定负载下无功率增加值这两部分。对变压器来说，变压器消耗的无功主要是因为它的空载无功出现的无功功率，这就需要我们在改变电力系统或者企业功率因数的时候，变压器不能空载或者长时间处于低压状态运行。

1.2 供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响

在供电电压高出额定后，也会由于磁路饱和的原因，在无功率情况下增长非常快，当电压超出额定值的10%后，工厂的无功就会出现35%的增长，当供电电压低于额定值的时候，无功率也会相应的提高，在电压降低的时候会影响到电气设备的正常运转，这就需要我们采取恰当的措施，让电力系统能够保持稳定。

2 低压配电网无功补偿的方法

对于低电压电网无功补偿我们可以采取低压无功补偿技术，通常采用的方法主要有随机补偿、随器补偿和跟踪补偿三种形式。

2.1 随机补偿

随机补偿我们可以这么理解，它主要是通过将低压电容器组与电动机并接，通过保护与控制装置，同时实现投切。这种补偿更适用于补偿电动机的无功消耗，通过这种方式可以更好地限制用电单位无功负荷，它的优点主要表现在，用电设备在正常运行时，无功补偿就会立即投入到工作状态，当用电设备停止运转的时候，补偿设备也相应的退出工作，并且不需要进行频繁的调整补偿容量，这种补偿方式具有投资少、安装容易、并且配置灵活方便，事故率偏低和维护简单。

2.2 随器补偿

随器补偿主要是低压电容器通过低压保险在配电变压器的二次侧补，它是通过补偿低压变压器在空载无功的补偿方式。配电器在轻载或者空载的时候无功补偿主要是变压器的空载磁力补偿。配电器空载的时候无功主要是用电单位无功负荷的主要构成，一些轻负载的配变来说，这部分损耗占供电量的比例非常大，进入导致电费电价上升。这种补偿方式的优点就是维护简单方便、在接线方面比较简单，能够更好地有效地补偿配变空载无功，在农网无功负荷方面进行限制，让该部分无功就地实现平衡，提高配变利用率，降低无功网损，这种方式可以提高经济性，它是当前补偿无功的最有效形式之一。

2.3 跟踪补偿

跟踪补偿主要是以无功补偿投切装置作为控制保护装置，这种补偿方式可以将低压电容器在大用户上进行补偿， 100kVA以上的专用配变用户，这种方式可以替换随机补偿和随器补偿方式。它主要优势体现在运行方式灵活，维护工作量相对来说较小，使用寿命相对比较长、运行更为可靠。

3 无功功率补偿容量的选择方法

无功补偿容量它主要是以提高功率因数为目的，补偿容量的选择主要分为两大类，主要是多负荷补偿容量的选择和单负荷就地补偿容量的选择。

3.1 日本方法

种方法主要是通过电气计算中有相关记载， 1/4～1/2容量计算考虑负载率及极对数等因素，如果按照此种方法来选取补偿容量，在任何负载情况下都不会出现补偿，同时功率因数可以补偿到0.90以上。这种方法在节能技术上被广泛引用，对于出现的一般情况都适用，特别适用于比较值较高的电动机和负载不高的电动机，但是对低压的电动机额定运行状态下，这种补偿效果就不明显。

3.2 经验系数法

对于电机来说不同的电机极数不同，按照极数大小的不同来确定不同的电容器，在选择的过程中要选择与实际接近的电容器，采用这种方法通常在70%负荷时，补后功率因数通常在0.95～0.97之间，电机容量大时选下限；电压高的时候选择下限，在选择方面选择小时上限。

多负荷的集中补偿电容器在安装方面比较简单、运行比较可靠、利用率不较高，但是也存在一定的弊端，在电器设备不连续运行或者轻负荷运行时，会出现过多补偿，让电压会提高，会带来变压器损坏，因此这种方法选择的容量，对于低压来说最好采用这种方式，根据负荷大小自动投入无功补偿容量的大小，对高压来说应该多考虑采用补偿措施。

4 无功补偿的效益

现代电力企业中，很多设备进行连接，在这样的连接中会出现一些无功损失，让电网的传输功率除有功率外，还需要无功功率。在不同的终端会对无功功率的消耗不同，企业约占到60%～90%，但是把功率提高到0.95左右，无功消耗仅仅占有功消耗的30%左右。这种减少电网无功功率的输入，会让电力企业带来较好的经济效益。

5 结论

在本文中对无功补偿技术进行了探讨，这种技术对低压电网功率因数有着直接影响，这样能够为企业带来经济效益和社会效益，介绍了一些方法，讨论了确定无功功率的补偿容量，确保补偿技术经济、合理、安全可靠，达到节约电能的目的。

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