近幾年來,隨著電力設備的日益更新以及農網、城網改造的逐步落實,配電網的結構正在日趨合理,線路、配變的供電能力日漸增強,供電可靠性及安全系數都得到明顯提高;但是,據有關數據表明,全國工農業用電功率因數普遍達不到有關部門規定的要求,無功電力還未能得到大家的充分重視。
《電力系統電壓和無功電力管理條例》第一章之第一條中明確規定:“......無功電力是影響電壓質量的一個重要因素。各級電力部門和各用電單位都要加強電壓和無功管理,切實改善電網和用戶端的受電電壓。”
書面理論和多年的實踐經驗均表明,無功補償對于電壓質量的改善和經濟效益的提高都有很大益處;然而,卻一直得不到很好的推廣,下面就無功補償的有關方面做以下簡單分析。
一、實施無功補償的意義
1、對電壓的影響
配電網末端總存在電壓過低等有關問題,究其原因,除電網自身的問題之外,主要是由于無功不足所致。電網在進行功率傳輸時,電流將在線路等阻抗上產生電壓損耗△U,假如始端電壓為U1,末端電壓為U2,則電壓損耗可有以下公式計算:U=U1-U2=(PR+QX)/UN
式中P-線路傳輸的有功功率kW
Q-線路傳輸的無功功率kvar
UN-線路額定電壓kV
R、X-線路電阻、電抗Ω
我們保持有功功率恒定,而R和X為定值,無功功率Q愈小,電壓損失愈小,電壓質量就會愈高;當線路安裝無功補償容量為QC的并聯電容器補償裝置后,線路電壓損耗變為:
U`=[PR+(Q-QC)X]/UN
可以看出:采取無功補償以后,無功功率Q變小,限制了無功功率在電網中的傳輸,相應的減少了線路電壓的損耗,提高了配電網的電壓質量。
2.對線損的影響
無功功率不僅影響配電系統的電壓質量,更導致了配電系統供電線損的增加;在配電網中線路和變壓器功率損耗為:
△P=3I2Rε*103=P2Rε*103/UN2COS2φ
P-線路傳輸的有功功率kW
COSφ為功率因數;
Rε為每相導線的等效電阻;
UN為運行電壓;
由公式可以看出:當線路有功功率P和導線電阻Rε不變時線路的功率損耗與功率因數平方成反比,COSφ愈大,△P則愈小,即電網線損愈小。
綜上所述,無功補償措施將大大改善電壓質量使線損和電壓器增容,如果采取調節變壓器接點等方式來升高電壓,效果還不及無功補償的一半,而投資至少是無功10倍以上,以下我們來簡單分析一下電容在無功補償中的具體實施方法。