淺談無功補償對供電的意義

摘要：無功功率對供、用電產(chǎn)生一定的不良影響，采取人工補償以后，對提高了用戶運行電壓，節(jié)約電能，有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：無功功率；功率因數(shù)；節(jié)能效益

無功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電場與磁場的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊７彩怯须姶啪€圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動機械運動，電動機的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒有無功功率，電動機就不會轉(zhuǎn)動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運行。

1.無功功率對供、用電產(chǎn)生一定的不良影響，主要表現(xiàn)在

1.1降低發(fā)電機有功功率的輸出。

1.2降低輸、變電設(shè)備的供電能力。

1.3造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。

1.4造成低功率因數(shù)運行和電壓下降，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。

2.提高用戶的功率因數(shù)，從經(jīng)濟(jì)上看可以獲得如下三個方面的效益

2.1視在功率相應(yīng)減小，使電力網(wǎng)中所有元件（發(fā)電機、變壓器、輸配電線路、電氣設(shè)備）的容量減小，從而降低了電網(wǎng)的投資。

2.2總的電流相應(yīng)減小，使設(shè)備與線路中的有功損耗隨之減小。按照概略估算，一個車間的功率因數(shù)從0.7提高到0.8，則它的電能損失可以降低到原來的76%；如果提高到0.9，則它的電能損失可以降低到原來的60%。

2.3線路及變壓器的電壓降減小，增加輸送能力并能提高供電質(zhì)量。

功率因數(shù)從0.6～0.9提高到0.95時能損降低的百分率大致如下所示：

原先功率因數(shù) 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90

補償后功率因數(shù) 0.95

降低能損% 60 53 46 38 29 20 10

當(dāng)采取人工補償以后，由于壓降減小，提高了用戶運行電壓，由于運行電壓提高又節(jié)約了電能，提高運行電壓后的節(jié)能效益如下表所示：

提高運行電壓的節(jié)能效益

提高電壓% 1 2 3 4 5 6

降低能耗% 2 3.8 5.7 7.5 9.3 11.2

特別近年來用戶電價按功率因數(shù)實行獎罰，所以一個工礦企業(yè)如果功率因數(shù)過低，不僅浪費了電能，而且還要交出相應(yīng)的功率因數(shù)調(diào)節(jié)電費，這樣就提高了企業(yè)生產(chǎn)成本。所以一個企業(yè)電網(wǎng)的無功功率情況會直接影響到該企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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(jìn)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。

傳統(tǒng)的無功功率動態(tài)補償裝置是同步調(diào)相機（Synchronous Condenser—SC）。由于它是旋轉(zhuǎn)電機，損耗和噪聲都較大，運行維護(hù)復(fù)雜，而且響應(yīng)速度慢，在很多情況下無法適應(yīng)快速無功功率控制的要求，所以逐漸被靜止型無功補償裝置代替。

3.對電力系統(tǒng)中無功功率進(jìn)行快速的動態(tài)補償，可以實現(xiàn)如下的功能

3.1對動態(tài)無功負(fù)載的功率因數(shù)校正。

3.2改善電壓調(diào)整率。

3.3提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性，阻尼功率振蕩。

3.4降低過電壓。

3.5減少電壓閃爍。

3.6阻尼次同步振蕩。

3.7減少電壓和電流的不平衡。

所以靜止型無功功率補償裝置能夠?qū)\行工況進(jìn)行調(diào)節(jié)，使用電質(zhì)量達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)運行。

參考文獻(xiàn)：

[1]李宏仲，金義雄，王承民，段建民.《地區(qū)電網(wǎng)無功補償與電壓無功控制 》.2012.

[2]王向臣.《電網(wǎng)無功補償實用技術(shù)》2009.

作者簡介：

王超（1983-），男，2003年畢業(yè)于山東科技大學(xué)，現(xiàn)工作于兗礦貴州能化有限公司。