电网无功功率计算

1、电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个 周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫无功功率。电力系统中，不但有功功率平衡，无功功率 也要平衡。有功功率、无功功率、视在功率之间的关系 如图 1 所示式中s视在功率，kvap 有功功率，kwq 无功功率，kvar 角为功率因数角，它的余弦(cos) 是有功功率与视在功率之比即 cos p/s 称作功率因数。由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，用电企业功率因数 cos 越小，则所需的无功功 率越大。如果无功功率不是由电容器提供，则必须由输电系统供给，为满足用电的要求，供电线路和变压 器的容量需增

2、大。这样，不仅增加供电投资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。为此，国家供用电规 则规定：无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的基础上，设计和装置无功补偿设备，并 做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功倒送。还规定用户的功率因数应达到相应的标准，否 则供电部门可以拒绝供电。因此，无论对供电部门还是用电部门，对无功功率进行自动补偿以提高功率因 数，防止无功倒送，从而节约电能，提高运行质量都具有非常重要的意义。无功补偿的基本原理是：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、当前，国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。这种方法安装方便、建设周期短、造价低、 运行维护简便、自身损耗小。采用并联电容器进行无功补偿的主要作用：1 、提高功率因数如图 2 所示 图中p有功功率s1补偿前的视在功率s2补偿后的视在功率q1补偿前的无功功率q2补偿后的无功功率1 补偿前的功率因数角2 补偿后的功率因数角由图示可以看出，在有功功率 p 一定的前提下，无功功率补偿以后(补偿量 qcq1-q2)，功率因数 角由 1 减小到 2，则 cos2cos1 提高了功率因数。2 、降低输电线路及变压器的损耗三相电路中，功率损耗 p 的计算公式为式中p有功功率，kw ；u额定电压，kv；r线

4、路总电阻，。由此可见，当功率因数 cos 提高以后，线路中功率损耗大大下降。由于进行了无功补偿，可使补偿点以前的线路中通过的无功电流减小，从而使线路的供电能力增加， 减小损耗。例：某县电力公司某配电所，2005 年 1 月2 月份按实际供售电量情况进行分析。该站 12 月份， 有功供电量 152.6 万 kwh，无功供电量 168.42 万 kvarh ，售电量 133.29 万 kwh，功率因数 0.67 ，损耗 电量 19.31 万 kwh，线损率 12.654%。装设电容器进行无功补偿后，如功率因数由原来的 0.67 提高到 0.95 时，(1)可降低的线路损耗2)减少线损率 12.65

5、4%0.5=6.333%(3) 减少损耗电量 152.66.333%=9.6642 万 kwh(4) 按购电价 0.237 元计算，可减少购电费0.23796642=22904.15 元总之，增加无功补偿后会减少无功在电网中流动，其主要目的是降低线损，其次，能很好地改 善电压质量，从而提高供电企业的经济效益。3 、改善电压质量线路中电压损失 u 的计算公式式中p 有功功率，kw ；q 无功功率，kvar；u额定电压，kv；r线路总电阻，xl线路感抗，。由上式可见，当线路中，无功功率 q 减小以后，电压损失 u 也就减小了。4、提高设备出力如图 3 所示，由于有功功率 pscos ，当供电设备的视在功率 s 一定时，如果功率因数 cos 提高，即功率因数角由 1 到 2，则设备可以提供的有功功率 p 也随之增大到 p+p，可见，当增加了无 功补偿装置以后在一定的范围内增加有功设备的出力而不需要增加供电设备的视在功率，从而提高了供电 设备的带负载能力。电容器容量的选择：电容器安装容量的选择，可根据使用目的的不同，按改善功率因数，提高运行电压和降低线路损 失等因素来确定。按改善功率因数确定补偿容量的方法简便、明确，为国内外所通用。根据功率补偿图(如图 2)中 功率之间的向量关系，可以求出无功补偿容量 qc，或式中p最大负荷月的平均有功功率，kw ；tg1、tg2补偿前后功率因数角