0.引言：2006年7月我公司焦化廠低壓無功補(bǔ)償屏柜出現(xiàn)故障，其無功補(bǔ)償配電屏內(nèi)的接觸器（此接觸器帶有抑制涌流裝置，能有效地減少合閘涌流對(duì)電容器的沖擊）、熔斷保險(xiǎn)、二次控制線全部燒壞。因我公司焦化廠為新建，投運(yùn)才幾個(gè)月，檢修維護(hù)技術(shù)力量相對(duì)薄弱，為盡快恢復(fù)無功補(bǔ)償，公司安排黃丹電廠檢修車間支持焦化廠，我有幸參加了此次搶修。下面我將參加此次檢修所學(xué)到的無功補(bǔ)償?shù)脑�、無功補(bǔ)償?shù)淖饔茫?/span>無功補(bǔ)償?shù)姆绞竭x擇及無功補(bǔ)償?shù)娜萘看_定同大家分享。
1.為什么要進(jìn)行無功補(bǔ)償：
電力系統(tǒng)中常見的用電設(shè)備如異步電動(dòng)機(jī)、變壓器等，大部分屬于感性負(fù)荷，在運(yùn)行過程中需要向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無功功率。如果由發(fā)電企業(yè)直接向用戶提供所需的大量無功功率，會(huì)導(dǎo)致輸電線路及變壓器因輸送大量無功功率而造成大量的電能損耗，這是不經(jīng)濟(jì)的。為了最大限度地減少無功功率的傳輸損耗，提高輸配電設(shè)備的效率，無功補(bǔ)償設(shè)備的配置，應(yīng)按照“分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”的原則，合理布局。
　　2.無功補(bǔ)償?shù)幕驹恚?/span>
無功補(bǔ)償技術(shù)中主要包括視在功率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)及它們之間的相互關(guān)系和提高功率因數(shù)的辦法。
2.1視在功率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)及其之間的關(guān)系
視在功率是指交流電源(發(fā)電機(jī)或變壓器)的額定容量,它包括負(fù)載的有功功率和無功功率，常用單位為KVA。有功功率是指設(shè)備做功和發(fā)熱用掉的那部分功率,常用單位KW。無功功率是按電磁感應(yīng)原理工作的某個(gè)交流供用電設(shè)備和交流電源之間的能量交換,這種能量互換的最大值稱為無功功率，常用單位kvar。有功功率、無功功率、視在功率它們之間的關(guān)系（見下圖）:S2=P2+Q2即:S=√P2+Q2。功率因數(shù)就是有功功率P和視在功率S的比值,既:COSφ=P/S ，從式中可知當(dāng)S一定時(shí)，COSφ增大有功功率P就增加,COSφ減小有功功率P就減小,由于COSφ能夠反應(yīng)出交流電源發(fā)出的功率(S)的利用效率,所以我們把COSφ稱為功率因數(shù)。
圖1
左圖1中：
S—為視在功率
P—為有功功率
Q—為無功功率
φ--為功率因數(shù)角
2.2 提高功率因數(shù)的辦法
提高功率因數(shù)的方法常用的是補(bǔ)償法,低壓配電系統(tǒng)中常用并聯(lián)電力電容器的辦法來補(bǔ)償用電設(shè)備需要的無功功率,這就稱為電容無功補(bǔ)償法。
采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)幕驹恚捎?i>R、L、C交流電路及相量圖表示，如圖2所示。
圖2
圖2中 U—電壓相量；IR—電阻性電流相量；
　　IL—感性電流相量；IC—容性電流相量；
　　I1—未并聯(lián)電容器時(shí)電路中總電流；
　　I2—并聯(lián)電容器后電路中的總電流；
　　Φ1—未并聯(lián)電容器時(shí)I1與U的相位角；
　　Φ2—并聯(lián)電容器后I2與U的相位角。
從圖2中可知，未并聯(lián)電容器前總電流：　I1＝IR+IL
并聯(lián)電容器后，電路中的總電流為：I2= I1+ IC = IR + IL + IC
其有效值為：
通常我們用相位超前90°的容性無功電流抵消一部分相位滯后90°的感性無功電流，或者說補(bǔ)償一部分無功電流（也就是說使IL﹥IC）。從向量圖中可見，并聯(lián)電容器以后，功率因數(shù)角Φ2比補(bǔ)償前的功率因數(shù)角Φ1減小了，功率因數(shù)COSφ就增大了。但并不改變感性功率負(fù)載的有功功率。只是得到同樣的有功功率所需的視在功率減少了。
    3.無功補(bǔ)償?shù)淖饔茫?/b>
3.1提高功率因數(shù)
3.2提高設(shè)備供電能力，從而可減小設(shè)備容量，節(jié)省投資
由P＝S•cosφ可看出，當(dāng)設(shè)備的視在功率S一定時(shí)，如果功率因數(shù)cosφ提高，式中的P也隨之增大，電氣設(shè)備的有功出力也就提高了，這樣設(shè)計(jì)時(shí)就可減少設(shè)備容量。
3.3降低電網(wǎng)中的功率損耗和電能損失
由公式I＝P/(U•cosφ)可知當(dāng)有功功率P為定值時(shí)，負(fù)荷電流I與cosφ成反比，安裝無功補(bǔ)償裝置后，功率因數(shù)提高，使線路中的電流I減小，從而使功率損耗ΔP降低：ΔP＝I2R，降低電網(wǎng)中的功率損耗是安裝無功補(bǔ)償設(shè)備的主要目的。
3.4改善電能質(zhì)量，減少線路電壓損失ΔU
在線路中電壓損失ΔU的計(jì)算公式如下：
 ΔU＝（PR+QXL）/ Ue
式中ΔU—線路中的電壓損失 Kv　　 P—有功功率MW
Q—無功功率Mvar            　　 Ue—額定電壓kV
  R—線路總電阻Ω            　　  XL——線路感抗Ω
由上式可見，當(dāng)線路中的無功功率Q減少以后，電壓損失ΔU也就減少了。
3.5減少用戶電費(fèi)開支，降低生產(chǎn)成本
可以避免因功率因數(shù)低于規(guī)定值而受罰，可以減少用戶內(nèi)部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗，因而相應(yīng)可以減少電費(fèi)的支出。
    4.無功補(bǔ)償方式的選擇：
　　理論上而言,無功補(bǔ)償最好的方式是哪里需要無功,就在哪里補(bǔ)償,整個(gè)系統(tǒng)將沒有無功電流的流動(dòng)。但在實(shí)際電網(wǎng)當(dāng)中這是不可能做到的。因?yàn)闊o論是變壓器、輸電線路還是各種負(fù)載,均會(huì)需要無功。所以實(shí)際電網(wǎng)當(dāng)中就補(bǔ)償裝置的安裝位置而言有如下幾種補(bǔ)償方式:  
① 在變電所母線集中安裝并聯(lián)電容器組；
② 在高低壓配電線路中分散安裝并聯(lián)電容器組；
③ 在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器；
④ 在單臺(tái)電動(dòng)機(jī)處安裝并聯(lián)電容器等。
對(duì)于低壓配電系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償,通常采用在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器。我公司焦化廠即采用這種無功補(bǔ)償方式，在配電變壓器的低壓側(cè)利用無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器,隨著負(fù)荷的變化,根據(jù)測(cè)得的功率因數(shù)自動(dòng)地投入或切除電容器的部分或全部容量。
　　5.無功補(bǔ)償容量的確定：
　　這里只介紹在配電變壓器低壓側(cè)安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器的補(bǔ)償方式，因?yàn)槲夜窘够瘡S采用了這種無功補(bǔ)償方式，其它的不再介紹。 
對(duì)在配電變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)�，�?/span>按配電變壓器容量確定補(bǔ)償容量�？紤]如下原則：在輕負(fù)荷時(shí)，防止向10kV配電網(wǎng)倒送無功；取得最大的節(jié)能效果，根據(jù)配變?nèi)萘堪聪率接?jì)算：
       QC＝(0.10～0.15)Sn(kvar)
       Sn——配電變?nèi)萘?i>kVA
但在補(bǔ)償中應(yīng)注意兩點(diǎn)：①在輕負(fù)荷時(shí)要避免過補(bǔ)償，倒送無功造成功率損耗增加，也是不經(jīng)濟(jì)的。②功率因數(shù)越高，每千乏補(bǔ)償容量減少損耗的作用將變小，通常情況下，將功率因數(shù)提高到0.95就是合理補(bǔ)償。
結(jié)語：本文對(duì)為什么要進(jìn)行無功補(bǔ)償，無功補(bǔ)償?shù)淖饔�，無功補(bǔ)償?shù)姆绞竭x擇和無功補(bǔ)償容量的確定作了探討。在實(shí)際應(yīng)用中，要根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的情況及用戶的需要，具體問題具體分析,使無功補(bǔ)償獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
　　
參考文獻(xiàn):
1.馬懷心.進(jìn)網(wǎng)作業(yè)電工培訓(xùn)教程—高壓電工分冊(cè).成都：電子科技大學(xué)出版社，2003.57—80

2. 戴曉亮.無功補(bǔ)償技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用. 電網(wǎng)技術(shù).