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无功补偿在电力线路中的应用

广东高新凯特精细机械股份容伟强

【摘要】：

随着电力电子器件及微电子技术的迅速开展，大量非线性用电设备的广泛投入工业生产，从而导致电力系统严重的谐波污染。由于非线性负荷只有其电流不随着电压同步变化的非线性电压、电流特性，即使给这些负荷供应是正弦波形的电压，但流过电网的电流是非正弦波形的，这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成，使电网电压严重失真，此外电网还必须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。电力系统中的负载类型大局部属于感性负载，加上用电企业普遍广泛地使用电力电子设备，使电网功率因数较低。较低的功率因数降低了设备利用率，增加了供电投资，损害了电压质量，降低了设备使用寿命，大大增加了线路损耗。为了改善电网功率因数低下带来的能源浪费和这些不利供电生产的因素，必须使电网功率因数得到有效的提高。显然这些无功功率如果都要由发电机提供并远距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法就是在需要无功功率的地方产生无功功率，即增加无功功率补偿设备与装置。

本文通过对公司配电房的无功功率补偿设备失控的故障进展检测与诊断，最后找出故障部件在无功功率补偿控制器，然后分析导致故障原因所在，并提出正确的维修方案，解决了该公司因为无功功率补偿设备失控导致功率因数偏低的故障，并恢复无功功率补偿设备的性能。

【关键词】：功率因数补偿设备检修

【正文】

随着电力电子器件及微电子技术的迅速开展，大量非线性用电设备的广泛投入工业生产，从而导致电力系统严重的谐波污染。由于非线性负荷只有其电流不随着电压同步变化的非线性电压、电流特性，即使给这些负荷供应是正弦波形的电压，但流过电网的电流是非正弦波形的，这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成，使电网电压严重失真，此外电网还必须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。电力系统中的负载类型大局部属于感性负载，加上用电企业普遍广泛地使用电力电子设备，使电网功率因数较低。较低的功率因数降低了设备利用率，增加了供电投资，损害了电压质量，降低了设备使用寿命，大大增加了线路损耗。为了改善电网功率因数低下带来的能源浪费和这些不利供电生产的因素，必须使电网功率因数得到有效的提高。显然这些无功功率如果都要由发电机提供并远距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法就是在需要无功功率的地方产生无功功率，即增加无功功率补偿设备与装置。

无功补偿的根本原理

以下列图1-1为无功补偿的根本原理图。

图1-1

1无功补偿的根本原理：电网输出的功率包括两局部;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这局部功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进展周期性转换,这局部功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电流滞后于电压90°.而电流在电容元件中作功时,电流超前电压90°.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180°.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,

2无功补偿的具体实现方式：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。

3无功补偿的意义：

⑴补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数。

⑵减少发、供电设备的设计容量，减少投资，例如当功率因数cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95时，装1Kvar电容器可节省设备容量0.52KW；反之，增加0.52KW对原有设备而言，相当于增大了发、供电设备容量。因此，对新建、改建工程，应充分考虑无功补偿，便可以减少设计容量，从而减少投资。

⑶降低线损，由公式ΔΡ%=〔1-cosΦ/cosΦ〕×100%得出其中cosΦ为补偿后的功率因数，cosΦ为补偿前的功率因数那么：

cosΦcosΦ，所以提高功率因数后，线损率也下降了，减少设计容量、减少投资，增加电网中有功功率的输送比例，以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益。所以，功率因数是考核经济效益的重要指标，规划、实施无功补偿势在必行。

4电网中常用的无功补偿方式包括：

①集中补偿：在上下压配电线路中安装并联电容器组；

②分组补偿：在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；

③单台电动机就地补偿：在单台电动机处安装并联电容器等。

加装无功补偿设备，不仅可使功率消耗小，功率因数提高，还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。

确定无