无功补偿的效益及实例.docVIP

无功补偿的效益在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。由于减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。　　1、节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义。　　2、提高设备的利用率。对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，负荷电流减少，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要；如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不致于过载运行，从而发挥原有设备的潜力；对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。因此，使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。　　3、降低系统的能耗　　补偿前后线路传送的有功功率不变，P= IUCOSφ，由于COSφ提高，补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1,为分析问题方便，可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2= COSφ2/ COSφ1,这样线损 P减少的百分数为：ΔP%= (1-I2/I1)×100%=（1- COS2φ1/ COS2φ2）× 100%当功率因数从0.0～0.5提高到0.95时，由式可求得有功损耗将降低20%～4%。4、改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X,有功和无功为P、Q,则电压损失ΔU为：　U=（PR+QX）/Ue×10-3(KV) 两部分损失：PR/ Ue→输送有功负荷P产生的；QX/Ue→输送无功负荷Q产生的；配电线路：X=（2~4）R，U大部分为输送无功负荷Q产生的变压器：X=（5~10）R QX/Ue=(5~10) PR/ Ue 变压器U几乎全为输送无功负荷Q产生的可以看出，若减少无功功率Q,则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。因此，无功补偿能改善电压质量（一般电压稳定不宜超过3%）。但是如果只追求改善电压质量来装设电容器是很不经济的，对于无功补偿应用的主要目的是改善功率因数，减少线损，调压只是一个辅助作用。5、三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量，计算公式如下：S=P/ COSφ1×[（ COSφ 2/ COSφ1）-1]如一台额定功率为155KW水泵的电机，补前功率因数为0.857，补偿后功率因数为0.967，根据上面公式计算其增容量为：（155÷0.857）×[（0.967 ÷0.857）-1]=24KVA应用实例：制冷机、空压机电机进行了电机补偿装置的安装试，从安装后果看，平均降低电流2-50（A），电机功率因数提高到0.9，（见测试结果对比表），减少了内部低压电网的消耗，从而达到了节电的目的。测 试 结 果 对 比 表COSφ1 补后功率因数COSφ2 电流下降A 备注 制冷压缩机 LM1-110M 制冷压缩机 LM1-200M 制冷压缩机 LM1-20MA1 250 0.78 0.96 47 空气压缩机 20S-200AD1 空气压缩机 20S-200AD 200 0.78 0.955 40 空气压缩机 20S-200AD 200 0.78 0.952 39.7 小 计  1、由于电流减少，变压器的铜损及公司内部的低压损耗都降低。配电系统电流下降率Ｉ％＝（1－0./0.96）×100％＝％；配电系统损耗下降率 Ｐ％＝(1-0./0.96)×100％＝％2、该制冷机、空压机电动机补偿的总容量为千乏，电流平均总下降1（A）,依据GB/T12497-1997中计算公式，安装电动机补偿装置后，年可节电量＝补偿容量×无功经济当量×年运行时间＝×0.04×24×300＝kWh，节约价值.73万元，补偿投资费用(包括设备的购置、安装及现场调试)为：.66万元。(80元/千乏)