淺談無功補償裝置與節(jié)能降耗的關(guān)系及應(yīng)用

李超超（勝利石油管理局電力管理總公司　東區(qū)供電公司九分場變電站,山東　東營　257000）

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淺談無功補償裝置與節(jié)能降耗的關(guān)系及應(yīng)用

李超超
（勝利石油管理局電力管理總公司東區(qū)供電公司九分場變電站,山東東營257000）

摘 要:隨著電網(wǎng)負(fù)荷的加大，線路損耗增大，合理利用無功補償裝置，能夠?qū)⒕€損降低，把電網(wǎng)電壓質(zhì)量改善、提高效益的作用。本文從電網(wǎng)中無功功率是怎樣產(chǎn)生、電網(wǎng)中電能損耗的原理以及在整個電力系統(tǒng)中無功補償?shù)脑?，和無功補償與節(jié)能降耗的理論關(guān)系、無功補償?shù)难a償方式及其優(yōu)缺點、無功補償裝置工作原理、投入無功補償裝置前后電網(wǎng)參數(shù)的變化等幾個方面入手，重點介紹了勝利油田九分場變電站投入無功補償裝置后，起到的節(jié)能降耗的作用。

關(guān)鍵詞:無功補償裝置；節(jié)能降耗；應(yīng)用

0　引言

隨著電網(wǎng)高負(fù)荷運行，設(shè)備投入率顯著增大，用電量大幅增加，由此帶來的供電線路損耗增大。而在電力系統(tǒng)中的電力負(fù)荷，特別是感性負(fù)荷如變壓器等，電網(wǎng)運行過程中，這些設(shè)備需要相應(yīng)的無功功率，通過外在的合理無功補償，可以減少線路和變壓器輸送的無功功率，起到降低電能損耗、增加效益的作用，同時能夠改善電能質(zhì)量，提高設(shè)備的利用率。

1　無功補償與節(jié)能降耗的關(guān)系

所謂無功補償，就是借助無功補償設(shè)備向電網(wǎng)中提供必要的無功功率，從而能夠達(dá)到提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低電能損耗，改善電壓質(zhì)量的目的。

在電網(wǎng)正常運行時，電能轉(zhuǎn)換為其他形式能源的前提是電源能夠供給無功功率。有功功率損耗和無功功率損耗兩部分組成了電網(wǎng)中的電能損耗。

利用合理的無功補償裝置對電網(wǎng)所帶負(fù)荷進(jìn)行無功功率補償，將電網(wǎng)的功率因數(shù)提高，可以減少電網(wǎng)提供的無功功率，從而減少在輸配電網(wǎng)絡(luò)的傳輸過程中因為無功功率所帶來的能量損耗及電壓降落。

2　無功補償?shù)男问郊疤攸c

無功補償?shù)姆椒ㄖ饕怯?種：低壓就地?zé)o功補償、低壓集中、分組無功補償、中壓集中無功補償。

下面簡單說明這3種補償方式的適用范圍及補償方式的特點：

低壓就地?zé)o功補償：根據(jù)所用電設(shè)備無功大小，把單臺或多臺低壓電容器組和用電設(shè)備并連，然后通過控制及保護(hù)裝置和電機(jī)同時投切。

該無功補償?shù)膬?yōu)點：

（1）在源頭上轉(zhuǎn)化了無功，大量的線路損耗能量能夠被減少，提高變壓器利用率，視在功率得到降低。

（2）用電設(shè)備在運行時，投入無功補償裝置，用電設(shè)備停運時，也退出補償裝置。

（3）有占位小、安裝起來容易等，視在功率得到真實有效的減少，節(jié)電效果非常顯著。

該無功補償方式的缺點是：

（1）一次性的投資金額會較大。

（2）補償量跟隨負(fù)荷的變化也要改變，對自動補償控制器響應(yīng)的要求高，而且如果要進(jìn)行精確的補償，補償電容容量就不能過高。

（3）同時，單機(jī)節(jié)電效果不容易測量。

低壓集中、分組無功補償：利用低壓開關(guān)將低壓電容器接在配電變壓器的低壓母線側(cè)，控制保護(hù)裝置是利用無功補償投切裝置，根據(jù)在低壓母線上測量得到的無功負(fù)荷而對電容器的投切進(jìn)行直接控制。

該補償方式的優(yōu)點：

利用低壓集中、分組補償，只能夠?qū)ψ儔浩鞯摹皽u流效應(yīng)”進(jìn)行無功能量補償。

缺點是：

此無功補償方式，主要作用是對低壓側(cè)無功量的阻隔作用，對于上側(cè)電網(wǎng)的貢獻(xiàn)大。

中壓集中無功補償：

將并聯(lián)電容器組裝在變電所的低壓母線上進(jìn)行無功補償?shù)姆绞?。根?jù)負(fù)荷的大小補償裝置再進(jìn)行自動投切，用戶的功率因數(shù)從而得到合理地提高，阻隔了無功能量，防止無功能量進(jìn)入上側(cè)電網(wǎng)，減少了對上側(cè)電網(wǎng)造成的電壓波動，降低了電網(wǎng)損耗，保護(hù)了上側(cè)電網(wǎng)。同時，也放便運行維護(hù)，社會效益比較重大。

3　變電站負(fù)荷用電情況

隨著電網(wǎng)高負(fù)荷運行，電氣設(shè)備投入率增大，用電量顯著增加，現(xiàn)將本站各母線段負(fù)荷情況總結(jié)如下：

各母線段功率因數(shù)普遍低于0.92，無功功率約占有功功率的55%—90%，大量無功功率的輸送勢必要增加電能損耗。

從2013年6月份至2014年5月份，九分場變電站的平均功率因數(shù)為0.91。

4　無功補償裝置

九分場變電站無功補償裝置采用集中補償方式，分別對35kV#I段母線、35kV#II段母線上的無功功率進(jìn)行補償。

每套電容器的主要設(shè)備：限流熔斷器、串聯(lián)電抗器、并聯(lián)電容器組（含保護(hù)用外部熔斷器）、氧化鋅避雷器、信號和電測量用一次及二次設(shè)備等。裝置為手動投切方式，由用戶根據(jù)系統(tǒng)的無功需要進(jìn)行投入和切除。

5　無功補償?shù)男б?/h2>

在全站70%負(fù)荷下投入無功補償后電流、視在功率、功率因數(shù)（目標(biāo)功率因數(shù)設(shè)置為0.95左右）的變化，無功補償后母線電壓升高。功率因數(shù)的提高，負(fù)荷電流的減小，視在功率的減小，提高了設(shè)備的利用率，同時由于電網(wǎng)輸送的無功功率減小，必然使線路上的損耗減少。

投入電容器進(jìn)行無功補償后，每月，九分場變節(jié)省286.2萬kw.h，按照一度電0.5元，九分場變投入電容器進(jìn)行無功補償后每月共節(jié)省157.41萬元?？梢杂嬎愠鑫覐S全年（運行365天）電能損耗節(jié)約情況：全年電能損耗減小3432萬kw.h，節(jié)約共計1888.9萬元，為公司降低生產(chǎn)成本、增加效益起到了一定的作用。

6　結(jié)論

綜上所述，科學(xué)合理的應(yīng)用無功補償技術(shù)，對我站負(fù)荷中的無功功率進(jìn)行補償后，一方面由于負(fù)荷電流的減小，間接的增加了變壓器的容量，提高了設(shè)備的利用率，為公司安全生產(chǎn)提供了保證，同時由于負(fù)荷電流的較小，降低了用電設(shè)備的發(fā)熱量，延長了用電設(shè)備的使用壽命；由于電網(wǎng)中輸送的無功功率的減少，負(fù)荷電流的減小。直接降低了輸電線路的電能損耗。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.042