10KV线路电容补偿实例

1、怎样进行无功自动补偿怎样进行无功自动补偿一.我国电力工业向来重视有功负荷、有功电量，轻视无功负荷和无功电量一方面是由于长期缺电，满足有功需要都来不及，顾不上无功问题；二是由于认识上的偏 差，认为有功电量才是用能源换来的，而无功不是能源；三是认为无功数量不大，或者说只有工业企业有无功，而居民生活用电没有无功问题。无功被忘却，给电力部门 造成多大的损失，造成多大的能源浪费，至今没有入确切地计算过。最近的一些信息表明，无功问题已经开始受到重视。无功补偿有着巨大的效益无功补偿技术适用于电力系统及各行业用电单位。对于电力系统，通过采用无功补偿技术 可以降低线损，提高末端电压，保证供电质量；对于用电企业，

2、较大功率的用电设备，采用就地补偿装置可以取得同样的节能效果。电力部门在近年来进行的城市电网和 农村电网改造中也强调无功的就地补偿。无功补偿具有推广前途，我国电力系统每年线路损耗604万千瓦时，在1998年开始的城乡 电网改造和建设中，要求降低线损10%，如果通过无功补偿技术使线损降低2%,就可以节省电力12亿千瓦时。而对于用电企业，据统计，全年电动机耗电量为2900亿千 瓦时，线路损耗按10%计算，则由此产生的线损约为290亿千瓦时，如果全国有20%的电动机采用无功补偿技术，使电动机的平均功率因数由0.85提高到0.95，贝悔年可以 降低网损11.6亿千瓦时。总之，无功补偿节能技术可以为企业带

3、来良好的经济效益和社会效益，电力系统和用电企业若采用此技术，将获得良好的收益。研究实例说明，由于无功负荷大，功率因数偏低会造成大量有功电能损耗，多消耗无功就会相应地多消耗有功。无功负荷大，功率因数偏低，如果不能就地补偿，就使配电、输电和发电设施不能充分发挥作用，降低发、输电的能力，损失极大，值得注意。 居民生活和楼字无功负荷急剧增长过去无功负荷主要在工业企业，所以只对大型工业企业在实行两部制电价的同时，实施功率因数奖惩办法，而对其他用户都没有功率因数考核。对工业企业的功率因数奖励办法长期以来没有修改，缺乏研究分析。一些供电企业对无功电表不重视，长期不进行校验，有些用户在无功电表上做手脚，偷漏无

4、功电，本应当被处罚的用户，反而获得电费奖励。工业用户对无功就地补偿缺乏积极性，致使功率因数偏低，发电、输电和 配电设施不能获得充分利用，线路损失增加。居民生活和楼字用电，在五、六十年代仅仅是指照明用电，而且照明灯具基本上都是白炽灯，功率因数接近1。由于居民生活和楼宇的用电量很小，可以不考虑功率因数奖惩。但自改革开放以来，在照明用电上推广荧光灯和节能灯，这些灯具的功率因数仅0.6 ；特别严重的是家用电器迅速普及，绝大多数家用电器的功率因数一般在0.7左右；只有电热水器属于电阻负荷，功率因数比较高。节能灯虽然可以节约有功电力和电量,但节能灯消耗了大量无功电力和无功电量，在推广节能灯时，只讲节约有功

5、，不讲多消耗无功，不采取补偿措施是不妥当的。由于居民生活和楼字用电中大量使用家用电器，用电量的比重急剧增长，仅居民生活用电占总用电量的比重已经达到12%，如果包括商业、宾馆、写字楼等楼字用电，估计用电比重可达30%左右。这么大的用电量的功率因数严重偏低，对电力部门的经济发供电的影响是很大的。我国目前农村居民的家用电器的普及率还不高，随着农村电气化水平的提高，居民生活和楼宇的用电量还会有所提高。世界上工业发达国家居民生活用电的比重可达30 %-40 %，加上楼宇用电可以超过50%,我国也必将朝着这个方向发展，我国应当重视居民生活和楼宇的 无功用电问题。重视无功负荷问题提倡无功就地补偿国家经贸委节

6、能信息中心节能最佳实践的案例告诉我们，无功也是一种资源，进行无功补 偿可以达到节能，降低视在功率，提高电压合格率，获得巨大的经济效益。我国电力工业正在由粗放的数量型向集约的质量型转变，重视无功负荷问题。提倡无功就地补 偿应当成为这个转变的重要内容之一来考虑。1、要建立起无功也是资源，要像节约有功一样来节约无功的观念。要向用户宣传节约无功 的重要意义，自觉进行无功补偿；要提高供电企业职工对无功的认识，要像节约有功一样来注意节约无功，要像重视有功电能表的校验一样来重视无功计量装置的校验工 作。电力部门要重新研究无功计价问题，是继续采用功率因数奖惩办法，还是采取其他计价措施。2、要修订家用电器的节能

7、标准。感性负荷的家用电器不仅要有节约有功的标准，也应当有 节约无功的标准，或者对各类家用电器的功率因数作出规定，要求家用电器制造商对各种家用电器的无功负荷进行补偿。二.随着我国经济发展和人民生活水平的提高，各产业和民用用电量大幅度增加新增用电负荷中，整流和变频设备所占的比例增加，无功负荷电流和谐波电流增大供电系统损耗，谐波电流还可能引起通讯系统和计算机系统故障。在供电系 统中，装设动态无功补偿和适当的滤波装置，是减少系统损耗，提高电能质量的有效措施。传统的低压动态无功补偿装置（又称功率因数自动补偿装置）是采用模拟量或微电脑功率因数检测，通过中间继电器(或固态继电器)接通接触器、控制补偿电容器投

8、入或切除。存在的主要问题：(1)合闸涌流大，可达到1001 n(ln为补偿电容器额定电流);顶端回复引用巴黎铁塔1 楼发表于：巴黎铁塔1 楼发表于：2009-05-26 13:25PHPI只看该作者I小中大(2)断开弧光大；级别：论坛版主补偿电容器及接触器易损坏；对供电系统及周围电气设备干扰大。发送短消息加为好友级别：论坛版主补偿电容器及接触器易损坏；对供电系统及周围电气设备干扰大。发送短消息加为好友因此，传统的低压无功动态补偿装置，只适用于无功负荷较稳定的UID: 117546精华：10发帖：291威望：218点电量：4117度宣传单：0点变电所使用。经实际调查，无功负荷经常变化的各个产业及

9、民用变电所, 使用的传统的低压动态无功补偿装置，一年后90 %以上不好用，改为手动控制接触器固定补偿。 使供电系统损耗增加。另外，传统的低压动态无功补偿装置，不能滤波,好评度：好评度：209点在线时间：12(小时)也不能分相补偿，不能适注册时间：2008-05-20最后登录：2009-06-09应多种用电负荷对无功补偿的要求。新型低压无功动态补偿装置，采用微电脑全数字控制，通过交流无触点电子开关投切补偿电容器，全部无触点化。无合闸涌流、无断电弧 光。可实现低压滤波和分相补偿。电压、电流、功率因数数字显示，代替传统指针式仪表。有通讯 接口，与智能化低压电器设备配套，可实现远程监控或遥控。有保护和

10、 报警功能，调试、维护更方便。新型的与传统的低压无功动态补偿装置性能与价格比较。从以上比较表可知，新型低压无功动态补偿装置的各项技术性能， 都优于传统的补偿装置。相同的功能价格只差20%。但使用寿命长、维 护工作量小、长期节能效果好。因此，新型补偿装置是传统低压无功动态补偿装置的更新换代产品。 而且技术上已经成熟，有5年以上的实际运行经验。在高压（10KV、6KV）无功补偿方面，我国目前普遍采用高压电容器 固定补偿。很多变电所，为了解决无功负荷变化时，补偿容量也能变化 的问题，将高压补偿电容器分为23组，用真空断路器人工控制。原来设想：重负荷时，补偿电容 器全部投入；轻负荷时，切除12组补偿电

11、容器。实际使用证明，用人 工控制真空断路器，投切高压补偿电容器，会产生很大的合闸涌流和电压闪变，甚至引起系统振荡。 不敢经常操作。实际还是固定补偿，常出现重负荷时欠补偿，轻负荷时 过补偿，增加了供电系统损耗，增大了电压波动范围。新型高压无功动态补偿装置，采用微电脑全数字控制，全部无接点 化，不产生谐波，无合闸涌流，可有效减小电压闪变和防止系统振荡， 并可实现分相补偿。可与高压滤波装置组成滤波和动态补偿成套装置。有通讯接口，便于实现远程监控或遥控。可靠性高、维护工作量小，适合中、小型变电所使用(补 偿容量数百至数万kvar)。能减少电网电能损耗，提高供电质量。1配电线路进行无功补偿的效果减少线路

12、的有功损失：当电流通过线路时，其有功功率损耗为：P=3I R 2 x 10-3 或厶P=3x(P/Ucos)xR 2x10 -3式中 P-线路的有功功率损耗kWI-线路通过的电流AR-线路每相电阻QP-线路输送的有功功kWQ-线路输送的无功功率kvarcos-线路负荷的功率因数；由上式可知，有功功率损失和功率因数的平方成反比。提高功率因 数可以大量降低线损。当功率因数由0.6提高到0.8时，铜损下降将近一 半。改善用户电压质量：线路电压损失的公式为：U=(PR+QX)/Ux10 -3式中 U-线路电压损失kVU-线路电压kVP-线路有功负荷kWQ-线路无功负荷kvarX-线路感抗QR-线路电阻

13、Q由上式可以看出，提高系统功率因数，减少线路输送的无功负荷， 则电压损失莫玌将下降。减小系统兀件的容量，提咼电网的输送能力：视在功率S=P/cos，由此可以看出，提高功率因数在输送同样的 有功功率情况下，设备安装容量可以减少，节约了投资。如设备安装容 量不变则可增大有功功率输送量。安装电容器提高输送有功功率所得的效益，可按下式确定： P/Q=（cos 2 -cos 1 ）/cos 2 （tg 1 -tg 2 ）式中 P-有功功率的增加量Q-达到 P所需要的无功功率cos1、cos2 -补偿前、后的功率因数如果cos由0.8提高到0.95,每kvar电容器节约配电线路上的变 压器及其它设备安装容

14、量约为0.38kVA。而网络上每kVA安装容量的造 价为每kvar电容器价格的几十倍以上。2配电线路无功补偿的做法及分配方案（1）无功补偿的做法：将低压自愈式电容器装设在配电变压器低压出口处，随变压器同时 投切，直接补偿变压器本身消耗的无功及补偿部分感性负载所需的无功。（2）分配方案：补偿容量的选择：补偿容量由电力负荷及补偿前和要求补偿提高后的功率因数值决 定。计算公式如下：Q bch =P pj （tg 1 -tg 2 ）或 Q bch =P pj （1-tg 2 /tg 1 ）式中Q bch -所需的补偿容量kvarP&nb顶端回复引用FHPl只看该作者I小中大级别：论坛版主作者资料sp;

15、pj -最大负荷月的平均有功负荷kWQ pj -最大负荷月的平均无功负荷kvartg1 -补偿前的功率因数cos1的正切值tg2 -补偿后要求达到的功数因数cos2的正切值发送短消息加为好友另外，我们必须注意cos2值的确定必须适当。当功率因数由0.95提高到1时所需的补偿容量增加得很多，得不偿失。因此将功率因数提 高到1是不合理的。UID: 117546精华：10发帖：291威望：218点电量：4117度宣传单：0点配电线路各支线电容器的合理分配：辐射状的配电网络中，设Q 1、Q 2、Q 3Q n为补偿前各条支线的平均无功负荷；Q bc1、Q bc2Q bcn为各条支线上要安装电容器的无功功

16、率；R 1、R 2、好评度：209点在线时间：12(小时)注册时间：2008-05-20R 3R n为各条支线的计算电组(其数值为每一支线的电阻值乘以系数a而得，一般a取0.55)。最后登录：2009-06-09装设电容器的所有各条线路的等值电阻Rd为:R d =1/(1/R 1 +1/R 2 +1/R 3 + +1/R n )计算结果表明，符合下式的条件时，电容器的无功补偿效果最好,即：(Q 1 -Q bc1 )R 1 =(Q 2 -Q bc2 )R 2 =.=(Q-Q bc )R d 因此，安装于各条支线上电容器无功功率的最合理分配为：Q bc1 =Q 1 -(Q-Q bc )R d /R

17、 1Q bcn =Q n -(Q-Q bc )R d /R n式中Q-整条线路补偿前的无功负荷Q bc -整条线路补偿后的无功负荷另外，配电网中电容器的合理分配，还可以用作图法求得。以各条 线路的Q n R n为纵坐标、Q n为横坐标以相同比例画出直角三角 形，如图1(a)、(b)、(c)所示；然后绘出一条综合折线，其横坐标在给定的纵坐标下，应等于各分量的 横坐标之和，如图1(d)所示。如果在这一横坐标上绘出Q bc值，并做 一直线与折线相交于D点，通过D点，做平行于横坐标的直线，于各直角三角形的斜边相交于A、B、C 各点，则A、B、C各点的横坐标分别为Q bc1、Q bc2、Q bc3的 合

18、理分配数值。图1配电网中电容器合理分配图（a）图为以Q 1 R 1为纵坐标，Q 1为横坐标的直角三角形；（b） 图为以Q 2 R 2为纵坐标，Q 2为横坐标的直角三角形；（C）图为以Q3 R 3为纵坐标，Q 3为横坐标的直角三角形；（d）图为在给定纵坐标下，以（a）、（b）、（c）图中各横坐标之和 为横坐标的综合折线。3配电线路上装设电容器后的效果实例以怀柔供电局黄坎农田线路为例，该线路总长76.264km（线号为L GJ-70导线 17.30km, LGJ-50导线3.538km, LGJ-25导线22.432km）， 配电变压器105台合计7100kVA（各厂矿专用变压器没有统计在内）有两

19、个乡用电。1996年4月份该线路的有 功电量为45.41万kWh,无功电量为74.44万kvarh。功率因数为：cos 0=45.41/45.41 2 +74.44 2 =0.61配电变压器无功消耗计算值：Q tr =7100 x0.08x720=40.896万 kvarh由此看出配电变压器的无功损耗占该线路总无功电量的55%。线路传输的无功电量理论值为：Q x1 =22.305万kvarh,占该线 路总无功电量的29.6%，剩下的11.239万kvarh（15.4%）是其它感性无功 损失。由此说明配电变压器的固定无功损耗所占比重大，是整个配电网功率因数偏低的主要原因。1 996年6月份根据理

20、论计算在黄坎农田线路分散装设了 800kvar低压自愈 式电容器后，通过实测，该线路功率因数从0.61提咼到0.90左右，用户电压提咼了 1015V,线损 率由补偿前的21%下降到14%左右。由此可见，分散装设电容器效果显著。低压无功就地补偿总体效益的初步分析：农村用电的特点是分散性和季节性，功率因数和负载率都很低， 无功损耗十分严重。对此，采用低压无功就地补偿，把补偿范围延伸到 低压侧的做法，从整体节能来考虑是比较彻底的，其经济效果显著。采用低压电容器就地补偿无功，减少了无功功率传输过程中的有 功及无功损耗，提高了有功输送能力。和集中补偿比较：从理论计算和实际效果看，在减少配电线路线 损、降

21、低电压损失，增加设备出力方面都优于集中补偿。从运行及投资 方面看，分散补偿的电容器利用率低，但使用灵活、设备简单，不需要维护。通过几年时间的运行, 国产低压电容器运行状况是良好的。由于分散方式减少了传输无功损耗顶端回复引用巴黎铁塔3楼发表于：2009-05-26 13:25FHFIi只看该作者1小中大，所以较集中补偿，电容器总容量小，总体造价较低。级别：论坛版主怙;怙)作者资料(4)低压电容器装设在配电变压器或其它设备(感性负载)低压出口处，随同设备一起投切，直接补偿电气设备本身的无功损耗，避免了空发送短消息负载或轻负载时电压过咼及电加为好友容器投入率低的矛盾。UID: 117546精华UID

22、: 117546精华：10发帖：291威望：218点电量：4117度宣传单：0点好评度：209点在线时间：12(小时)注册时间：2008-05-20最后登录：2009-06-09随着我国经济发展和人民生活水平的提高，各产业和民用用电量大 幅度增加，新增用电负荷中，整流和变频设备所占的比例增加，无功负 荷电流和谐波电流增大供电系统损耗，谐波电流还可能引起通讯系统和计算机系统故障。在供电系 统中，装设动态无功补偿和适当的滤波装置，是减少系统损耗，提高电 能质量的有效措施。三.怎样进行无功补偿应采取就地平衡的原则，使电网任一时刻无功总出力(含无功补偿) 与无功总负荷(含无功总损耗)保持平衡。望奎局已

23、实现了变电所的集中补 偿，本文不再涉及，仅就10kV线路，配变与电动机的补偿加以讨论。(1)10kV配电线路的无功补偿：望奎局在每条10kV配电线路上安装12处高压无功自动补偿装置， 补偿容量按线路配变总容量的10%掌握。望奎局公用配变容量为40500k VA,需补偿无功容量约为4000kvar，约资金55万元。经计算，安装一处时，宜将无功自动补偿装 置安装在距线路首端的2/3线路长度处。安装两处时，第一处安装在距线 路首端的2/5线路长度处，另一处安装在距线路首端的4/5线路长度处，各处容量为线路总补偿容量 的一半。具体安装时，还应考虑便于操作、维护和检修工作等。配电变压器的无功补偿:农网的

24、大部分配电变压器昼夜负荷变化较大，许多村屯用电多为居 民生活用电，白天及后半夜多数变压器处于轻载或空载状态。我们知道 变压器的损耗包括有功损耗和无功损耗，无功损耗包括空载励磁损耗及漏磁无功损耗。从配电网线 损理论计算可知，配电变压器的无功损耗约占配电网总损耗的60%左右。 为有效补偿配电变压器本身的无功功率，避免轻载时功率因数超前，电压升高及节约资金，对容量 在200kVA以下的配电变压器按配变容量的5%左右掌握实行静态无功补 偿。将补偿装置装设在配变低压出口处，随配变同时投切。对200kVA及以上的配变安装自动跟踪补电动机的无功补偿：7.5kW及以上投运率高的电动机最好进行无功补偿，为防止出

25、现因 过补而产生的谐振过电压，烧毁电动机，应将电动机空载时的功率因数 补偿到接近1。因为电动机空载时的无功负荷最小，补偿后满载的电动机功率因数仍为滞后，这样就 避免过补偿现象的发生。将低压电容器同设备一起投切，直接补偿设备 本身的无功损耗。机械负荷惯性较小的电动机(如风机等)：QcM.9Qo(1)式中Qc-补偿容量，kvarQo-电动机空载无功功率，kvar电动机空载电流可由厂家提供，如无，可参照(2)式确定：lo=2le(1-cos申)A (2)式中Io-电动机空载电流(A)le-电动机额定电流(A)cosp-电动机额定负荷时功率因数机械负荷惯性较大的电动机(如水泵等)：Qc=(1.3 1.

26、5)Qo(3)车间、工厂集中补偿容量可按(4)式确定：Qc=Pm(tgp1-tg p2)(4)式中Pm-最高负荷时平均有功功率tgpl-补偿前功率因数角的正切值tgp2-补偿后功率因数角的正切值电动机的无功补偿，由于受益方主要是客户本身，因此投资应由客 户自己承担。2经济效益分析(1)配电变压器无功补偿经济效益分析：电网实现无功补偿后，不仅降低配变用电设备的损耗，而且使高低 压配电电流减少，导致线损率的降低，同时主变铜损及上一级输电线路的导线损失降低。全部考虑将使计算复杂。为简化计算程序，可以采用无功补偿经济当量来计算无功补偿后的经济效益。它的物理意义是每安装Ikvar的补偿电容器，相当于有功

27、损耗降低多少千瓦顶端回复引用巴黎铁塔4楼巴黎铁塔4楼发表于：2009-05-26 13:25FHPI只看该作者I小中大补偿装置于配电变压器低压母线侧，无功经济当量值查有关手册可取0.15。为使计算更具科学性，根据望奎县实际情况，计算时取0.1。望奎县级别：级别：论坛版主0W作者资料供电区需安装无功补偿容量为2500kvar，经计算，每年可减少电量损失170万kWh,每kWh购电发送短消息单价按发送短消息单价按0.3元计算，每年可有50万元的收益。精华：精华：10发帖：291威望：218点电量：4117度宣传单：0点在线时间：12（小时）注册时间：2008-05-20加为好友UID: 11754

28、6（2）10kV配电线路无功补偿经济效益分析:10kV配电线路共需无功补偿容量约为4000kvar，无功经济当量查 有关手册可取0.06，补偿设备每天投运按6小时左右，经计算，每年可减 少电量损失节约50万kWh，好评度：209点每kWh 按0.3元购电单价计算，每年可有15万元的收益。最后登录：2009-06-09（3）无功补偿设备本身的经济效益分析:安装无功补偿设备后，设备本身损耗的电量可按下式计算：A=Qc tgp(5)式中Qc-投运电容器容量，kvartgp-电容器介质损失角的正切值T-电容器投运时间经计算，无功补偿设备年消耗电量为16万kWh，每年有5万元的负 收益。通过以上分析表明，无功补偿总投资约为100万元，设备投运后每年 可有60万元的收益，两年即可收回全部投资。3结论进行合理的无功补偿的确是一条投资小、见效快、收益高、切实可 行的、能较大幅度降低线损，提高电能质量的有效途径。四.10kV线路无功补偿容量的确定我县为全国第二批“两改一同价”县，在技术降损中，线路主要采取 缩短供电半径，加大导线截面，杜绝迂回供电，以及在线路