一、无功功率动态补偿概述
无功功率动态补偿是电力电容无功补偿的创新，是高科技节能产品，以动态无功补偿为主，改善电网质量、节约电能、提高变压器增容利用率满足增容需求、消除电磁污染和提高用电安全可靠性等功能；是静态无功补偿装置最理想的更新换代产品。
无功功率动态补偿为满足不同用户的需求，分为户内与户外两大系列产 品，广泛用于工矿、医疗、科研、企事业、油田、矿山、港口、居民小区、公 共设施、电网等低压无功补偿的用户；特别适用于无人值守的配电室和箱式变 电站，户外型无功动态补偿装置可用于10／0.4KV或6／0.4KV的柱上变台；对低压侧负荷进行无功补偿，并可对较大的动力设备进行就地补偿。
二、无功功率动态补偿性能
无功功率动态补偿由电子微机调节控制。跟踪负载无功电流变化，对多级电力电容器组进行快速投切。
三、应用无功功率动态补偿的意义
经电业部门调查，农网和城网输送功率潮流的功率因数大都在0.65—0.8左右，企业内部的配电网潮流的功率因数在0.65—0.7左右。低压用电设备由于动力设备实际作功比额定功率小及家用电器的作功特性，所以其自然功率因数大都偏低。供电系统除供给有功功率外，还供给大量无功功率，以至发电设备输送电能至配电设备不能有效利用。
当功率因数偏低时，将造成下列不良影响：
1、降低了发电设备的有功功率及发电设备效率，提高了发电成本。
2、降低了输变配电设备的供电能力。
3、使电网损耗增加(电网线路中的电能损失与功率因数值的平方成反比)。
4、功率因数愈低，线路中的电压损失也愈大，使用电设备的运行条件恶化。
由此可见，提高功率因数对整个电力系统的经济运行有着重大意义。
四、使用无功功率动补偿的经济效益
经挂网运行证明，该补偿装置运行可靠、适应性广，补偿后的功率因数可保持在0.9—0.99之间，经济效益显著。
l、降低线路损耗
发电机发出的电能送至用电设备的途中，通过了输电与配电的多级升压与降压，变压器和送电线路损耗掉部分有功功率，这就是线路损耗。线损△P与通过线路电流的平方成正比，即△P＝IRL。通过线路的电流包含有功电流分量与无功电流分量，cosφ越低，无功电流越大，损耗越大。提高cosφ值降低无功电流，即降低了线损，不同cosφ值时有功损耗、无功损耗占线损的比列见表l。
若一条配电线路cosφl＝0.7，线损率为l0％，将cosφ提高到0.95，则线损可减少41％，即线损可减少4.1％；若该线路送电平均功率P＝300KW，则补偿后可减少损耗功率△PQ＝300×4.1％＝12.3KW，全年可节约电量 W＝12.3KW×24小时×365天＝l07748Kwh。
不同cosφ值有功损耗无功损耗占总损耗的百分比 表l
|
COSφ |
1.0 |
0.95 |
0.9 |
0.85 |
0.8 |
0.7 |
0.6 |
0.5 |
0.4 |
0.3 |
0.2 |
0.1 |
|
总0线损△P |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
|
有功线损△PP |
100 |
90 |
81 |
72 |
64 |
49 |
36 |
25 |
16 |
9 |
4 |
1 |
|
无功线损△PQ |
0 |
10 |
19 |
28 |
36 |
51 |
64 |
75 |
84 |
91 |
96 |
99 |
由cosφl补偿到cosφ2时降低线损的百分比 表2
|
百分比 |
cosφl |
|
0.8 |
0.7 |
0.6 |
0.5 |
0.4 |
0.3 |
0.2 |
0.1 |
|
cosφ2 |
0.85 |
8 |
23 |
36 |
49 |
56 |
63 |
68 |
71 |
|
0.9 |
17 |
32 |
45 |
56 |
65 |
72 |
77 |
80 |
|
0.95 |
26 |
41 |
54 |
69 |
74 |
81 |
86 |
89 |
|
1.0 |
36 |
51 |
64 |
75 |
84 |
91 |
96 |
99 |
2、提高变电、供电设施的供电能力，节约增容费用。
由于功率因数偏低，相当一部分容量被无功所占用，变压器相供电能力不能充分发挥，变压器容量的利用率与功率因数成正比，功率因数提高0.1，供电容量可增加10％；例如l台1000KVA的变压器由cosφl＝0.7提高到cosφ2＝0.95，变压器可相当于增容25％，可有250KVA的容量被增用；若企业增加250KVA的变压器容量，增容费按4000元／KVA计算，可节约增容费100万元。
3、提高电压质量
线路电压损失与线路电流成正比，提高功率因数减少线路无功电流，也就减少了线路电量损失，对于波动大和冲击性负荷无功动补装置做自动跟踪投切可以显著抑制电压闪变，对于谐波源负荷，选用抗谐波动态装置，可使公用母线电压正弦波形崎变率达到国家标准；对于不平衡负荷选用分相补偿的动补装置，则可使负序电压改善到达到电网负序电压国家标准。
4、节约低功率因数所增加的电费
《水电部供用电规则》规定，用户必须提高自然功率因数，高压供电的用户必须保证功率因数在0.9以上，其它用户应保持在0.85以上，经努力达不到以上规定者应装设必要的补偿设备，并规定了依照月平均功率因数调整电费的办法；调整电费办法见表3及表4。
依照功率因数调整电费之一（以0.85为标准） 表3
|
用户实际月平均功率因数 |
0.85 |
0.86 |
0.87 |
0.88 |
0.89 |
0.90 |
0.91 |
0.92 |
0.93 |
0.94 |
0.95 |
0.96 |
|
用户当月电费减少% |
0 |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.2 |
2.5 |
|
用户实际月平均功率因数 |
0.84 |
0.83 |
0.82 |
0.81 |
0.80 |
0.79 |
0.78 |
0.77 |
0.76 |
0.75 |
0.74 |
0.73 |
|
用户当月电费增加% |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
3.5 |
4.0 |
4.5 |
5.0 |
5.5 |
6.0 |
|
用户实际月平均功率因数 |
0.97 |
0.98 |
0.99 |
1.0 |
功率因数自0.59以下每降低0.01全部电费增加2％ |
|
用户当月电费减少% |
2.7 |
3.0 |
|
用户实际月平均功率因数 |
0.72 |
0.71 |
0.70 |
0.69 |
0.68 |
0.67 |
0.66 |
0.65 |
0.64 |
0.63 |
0.62 |
0.61 |
0.60 |
|
用户当月电费增加% |
6.5 |
7.0 |
7.5 |
8.0 |
8.5 |
9.0 |
9.5 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
若把功率因数补偿到0.9以上，每月就可节约电费6500元。
五、推广应用
无功功率自动补偿的先进性和实用性，通过实践证明，该装置能频繁快速投切、消除无功反送、提高配电设备的利用率、大幅度改善用户的功率因数、节省用户的扩容投资和电费的支出、显著改善配电质量，达到高效节能的效果；符合国家的节能政策，创造良好的社会效益和经济效益。 |
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