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您的位置：網(wǎng)站首頁(yè) > 技術(shù)文章 > 為什么要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償？無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑怼⑿问绞鞘裁矗?/span>

廣義上講，無(wú)功補(bǔ)償?shù)男问椒N類(lèi)較多，比如：
按照補(bǔ)償并網(wǎng)點(diǎn)PCC點(diǎn)電壓等級(jí)不同，可分為高壓補(bǔ)償、中壓補(bǔ)償、低壓補(bǔ)償；
按照補(bǔ)償點(diǎn)在輸配電系統(tǒng)中的位置不同，可分為設(shè)備側(cè)就地補(bǔ)償、區(qū)域局部補(bǔ)償、變電所集中補(bǔ)償；
按照補(bǔ)償設(shè)備類(lèi)型，可分為投切電容器補(bǔ)償（FC補(bǔ)償）、機(jī)械旋轉(zhuǎn)類(lèi)補(bǔ)償（如：同步調(diào)相機(jī)、同步發(fā)電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)）、靜止類(lèi)無(wú)功補(bǔ)償（靜止無(wú)功補(bǔ)償器：晶閘管投切電容TSC、晶閘管控制電抗器TCR、磁控電抗器MCR；靜止同步補(bǔ)償器STATCOM；靜止無(wú)功發(fā)生器SVG）、復(fù)合類(lèi)無(wú)功補(bǔ)償（FC+TCR、FC+MCR、FC+STATCOM）等。
3.1 按照補(bǔ)償位置區(qū)分的補(bǔ)償形式
接下來(lái)主要針對(duì)低壓0.4KV系統(tǒng)補(bǔ)償點(diǎn)位置不同，無(wú)功補(bǔ)償?shù)男问阶鰝€(gè)簡(jiǎn)單介紹。
1、設(shè)備側(cè)就地補(bǔ)償
設(shè)備側(cè)就地補(bǔ)償就是對(duì)單臺(tái)用電設(shè)備所需的無(wú)功就近補(bǔ)償?shù)霓k法，把電容器直接接到單臺(tái)用電設(shè)備的同一個(gè)電氣回路，用同一臺(tái)開(kāi)關(guān)控制，同時(shí)投運(yùn)或斷開(kāi)。這種補(bǔ)償方法的效果較好，電容器靠近用電設(shè)備，就地平衡無(wú)功電流，可避免無(wú)負(fù)荷時(shí)的過(guò)補(bǔ)償，使供電質(zhì)量得到保證。這種補(bǔ)償方式常用于高低壓電動(dòng)機(jī)等用電設(shè)備。但這種補(bǔ)償方式在用戶(hù)設(shè)備非連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電容器利用率低，不能充分發(fā)揮其補(bǔ)償效益。
2、區(qū)域局部補(bǔ)償
區(qū)域局部補(bǔ)償是將電容器分組安裝在車(chē)間配電室或變電所各分路的出線(xiàn)上，它可以根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷的變化投入或切除電容器組，補(bǔ)償效果也比較好，但造價(jià)相對(duì)較高。
3、變電所集中補(bǔ)償
變電所集中補(bǔ)償是所有電容器組集中安裝在變電所的一次或二次側(cè)的母線(xiàn)上。這種補(bǔ)償方式安裝簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，可以集中補(bǔ)償?shù)蛪?.4KV系統(tǒng)的無(wú)功功率，對(duì)于變壓器原邊（一般是10KV計(jì)量點(diǎn)）功率因數(shù)的提升有比較直接的效果，這類(lèi)補(bǔ)償方式是當(dāng)前采用廣泛，性?xún)r(jià)比相對(duì)比較高的方案。

3.2 按照補(bǔ)償設(shè)備類(lèi)型區(qū)分的補(bǔ)償形式
按照補(bǔ)償設(shè)備類(lèi)型細(xì)分的設(shè)備就非常多了，一般都是按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行設(shè)備類(lèi)型，各個(gè)補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行都各有利弊，在本文中我們主要針對(duì)市場(chǎng)上0.4KV配電系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的兩類(lèi)產(chǎn)品——投切電容器補(bǔ)償（FC補(bǔ)償）和靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG補(bǔ)償），在此給大家做個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
1、投切電容器補(bǔ)償（FC補(bǔ)償）
投切電容器補(bǔ)償也就是傳統(tǒng)的并聯(lián)電容器補(bǔ)償方式，他的原理是通過(guò)增加容性無(wú)功補(bǔ)償負(fù)載的感性無(wú)功需求，提升負(fù)載電壓的穩(wěn)定性，提高功率因數(shù)。

由于早期并聯(lián)電容器的投切是通過(guò)接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)，接觸器動(dòng)作時(shí)間都是秒級(jí)，所以它的致命缺點(diǎn)是：合閘涌流大，嚴(yán)重的情況下可以達(dá)到補(bǔ)償電容器額定電流的50-100倍，會(huì)產(chǎn)生較大的弧光，造成電容器和接觸器的損壞。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)載實(shí)際運(yùn)行情況，市場(chǎng)上逐漸出現(xiàn)同步開(kāi)關(guān)、復(fù)合開(kāi)關(guān)、晶閘管開(kāi)關(guān)等替代接觸器的方案，在電壓過(guò)零點(diǎn)合閘、電流過(guò)零點(diǎn)切斷方面有了很大的提升，大大降低了投切涌流導(dǎo)致的設(shè)備損壞。

為了投切控制智能化、采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)多元化、保護(hù)功能多樣化、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單化，近些年又衍生出了另一類(lèi)投切電容器補(bǔ)償——智能電容，相比于傳統(tǒng)的電容補(bǔ)償，它具有多項(xiàng)技術(shù)功能是傳統(tǒng)電容器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。另外，隨著負(fù)載設(shè)備電力電子化，配電系統(tǒng)諧波影響不容忽視，尤其對(duì)電容的影響，所以針對(duì)諧波的影響，F(xiàn)C補(bǔ)償也做了很多相關(guān)改進(jìn)，比如提出串抗率的概念，什么情況下用6%、7%的串抗率？什么情況下用13%、14%的串抗率？這部分內(nèi)容后期做專(zhuān)題進(jìn)一步講解。

2、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG補(bǔ)償）
靜止無(wú)功發(fā)生器是一種用于補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置，它能對(duì)大小變化的無(wú)功以及負(fù)序進(jìn)行快速和連續(xù)的補(bǔ)償，其應(yīng)用可克服FC補(bǔ)償器等傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償器響應(yīng)速度慢、補(bǔ)償效果不能合理控制、容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩等缺點(diǎn)。
相比于FC補(bǔ)償大的三點(diǎn)優(yōu)勢(shì)在于：
①線(xiàn)性補(bǔ)償無(wú)功功率，補(bǔ)償階梯小于1KVar；
②無(wú)木及性補(bǔ)償，既可以輸出容性無(wú)功，也可以輸出感性無(wú)功；
③響應(yīng)時(shí)間快，全響應(yīng)時(shí)間小于5ms。

四、無(wú)功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益
1、補(bǔ)償無(wú)功功率，提高功率因數(shù)

根據(jù)《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法》的通知內(nèi)容，不難發(fā)現(xiàn)，功率因數(shù)以0.9為標(biāo)準(zhǔn)值的力率調(diào)整規(guī)定，提高功率因數(shù)可以減少總電費(fèi)的繳納，甚至功率因數(shù)高于0.9的配電用戶(hù)，還能獲得電力公司力率調(diào)整的獎(jiǎng)勵(lì)費(fèi)用。
通過(guò)合理的補(bǔ)償，使計(jì)量點(diǎn)的功率因數(shù)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，可以去除力率電費(fèi)，從而使電力用戶(hù)電費(fèi)支出大幅度降低。

動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的有功節(jié)能只是降低了補(bǔ)償點(diǎn)至發(fā)電機(jī)之間的供配電的損耗。所以高壓網(wǎng)側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償不能減少低壓閥側(cè)的損耗，亦不能使低壓供電變壓器的利用率提高，根據(jù)合適的補(bǔ)償理論。
另外，市場(chǎng)上很多補(bǔ)償設(shè)備宣傳“節(jié)能"“省電"等等概念，也基本上都是從無(wú)功補(bǔ)償入手，提高功率因數(shù)，減少力率罰款，或者由力率罰款轉(zhuǎn)化為力率獎(jiǎng)勵(lì)的方式，實(shí)現(xiàn)為配電用戶(hù)省錢(qián)的目的。所以關(guān)于無(wú)功補(bǔ)償，在自然界功率傳遞的角度認(rèn)識(shí)的話(huà)，嚴(yán)格講并不屬于“節(jié)能"“省電"范疇，但是實(shí)實(shí)在在可以給配電用戶(hù)省錢(qián)。
2、降低輸電線(xiàn)路及變壓器的損耗
合理的補(bǔ)償可以合理的降低系統(tǒng)電流，以系統(tǒng)自然功率0.7為例，如通過(guò)補(bǔ)償裝置將系統(tǒng)功率因數(shù)提高到接近1的水平，系統(tǒng)電流將下降30%左右，即線(xiàn)路和變壓器的損耗可降為P=I2R＝(1-30%)2R=0.49R，即線(xiàn)路和變壓器損耗可降低51%。用電企業(yè)的自然功率因數(shù)一般在0.7左右，功率因數(shù)從0.7提高到0.95以上線(xiàn)損降低率和變壓器的銅損降低率如下表：

降低線(xiàn)路及變壓器損耗，節(jié)約有功電度，是重要的節(jié)能措施。如在石油行業(yè)中，線(xiàn)路比較長(zhǎng)，而且比較復(fù)雜，那么可以通過(guò)增加無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備來(lái)降低運(yùn)行電流，從而降低線(xiàn)路損耗，節(jié)約有功電度，節(jié)能效果明顯。
3、增加電網(wǎng)的傳輸能力，提高設(shè)備利用率
由于補(bǔ)償裝置可以合理的降低系統(tǒng)電流和視在功率，故可以合理的降低電網(wǎng)建設(shè)中所有相關(guān)設(shè)備的容量，從而降低電網(wǎng)建設(shè)中的投資。功率因數(shù)在0.7左右的系統(tǒng)，由于合理的補(bǔ)償可使系統(tǒng)電流下降30%，即提高發(fā)電廠(chǎng)、變配電設(shè)施30%的帶載能力。
如果變壓器及線(xiàn)路小容量不足時(shí)，可以通過(guò)安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置的方法解決。安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置可以使無(wú)功功率就地平衡，從而減小流過(guò)線(xiàn)路及變壓器的電流，減緩導(dǎo)線(xiàn)及變壓器的絕緣老化速度，延長(zhǎng)使用壽命。同時(shí)可以釋放變壓器及線(xiàn)路的容量，增加變壓器及線(xiàn)路帶負(fù)荷能力。如，有一臺(tái)100KVA變壓器，目前負(fù)載率為85%，COSΦ=0.7。如果加裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，可使變壓器釋放30%的帶載量，用戶(hù)可在變壓器不增容的情況下，增加負(fù)載，進(jìn)行擴(kuò)大生產(chǎn)。
4、改良電壓質(zhì)量
由于系統(tǒng)存在的大量感性負(fù)載將造成供電線(xiàn)路壓降，尤其在供電線(xiàn)路末端更為嚴(yán)重，通過(guò)合理的補(bǔ)償可以合理的緩和線(xiàn)路壓降，改良電能質(zhì)量。
線(xiàn)路中的電壓損失的計(jì)算公式如下：

式中：
P —— 有功功率，kW
U —— 額定電壓，kV
R —— 線(xiàn)路總電阻，Ω
Q —— 無(wú)功功率，kVar
Xl—— 線(xiàn)路感抗，Ω
由于系統(tǒng)的感抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于阻抗，從上式中可以看到,無(wú)功的變化會(huì)引起電壓產(chǎn)生很大的變化。當(dāng)線(xiàn)路中，無(wú)功功率Q減小以后，電壓損失也就減少了。
對(duì)于供電線(xiàn)路末端電壓一般較低，可通過(guò)增加無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)提升線(xiàn)路末端電壓，使用記設(shè)備安全可靠運(yùn)行。
另一方面，隨著工業(yè)的發(fā)展，大量的自控設(shè)備及非線(xiàn)性負(fù)載的使用，使大量諧波在供配電網(wǎng)絡(luò)中的流動(dòng)，污染電網(wǎng)。通過(guò)合理的配置補(bǔ)償濾波設(shè)備，治理或大幅度降低諧波對(duì)供電系統(tǒng)和用電設(shè)備的影響是改良電能質(zhì)量的主要手段之一。

電能質(zhì)量問(wèn)題隨著新型電力系統(tǒng)的興起，必然要面臨很多電能質(zhì)量相關(guān)問(wèn)題，以下幾類(lèi)問(wèn)題值得進(jìn)一步了解、熟悉、探索：

① 諧振問(wèn)題分析，什么是諧振？
② 什么現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)濾波器損壞現(xiàn)象？
③ 濾波器就地補(bǔ)償和集中補(bǔ)償?shù)膮^(qū)別？
④ 要求諧波治理到5%，如何去理解？
⑤ 加裝濾波器到底能不能起到“節(jié)能"的作用？
⑥ 儲(chǔ)能、光伏、風(fēng)電等電力電子器件的并網(wǎng)，對(duì)電能質(zhì)量的影響如何？
⑦ 微電網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的需求是否重要？

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