110kv线路提高功率因素综合项目工程初步专项方案

毕业设计110kv线路提高功率因素工程初步方案系别电力工程系专业电气自动化班级姓名指引教师答辩教师设计时间二零零八年三月二十九日摘要随着电力系统逐渐发展，为了保证电力系统安全，经济，稳定运营，电力系统对其功率因数有了更高规定。本次毕业设计目在于对110KV线路提高功率因数工程初步方案确立。由于110KV线路太长，负荷太轻，导致110KV线路供电公司关口电表功率因数太低（平均功率因数为0.27），线路末端电压过高，超过了国家对负荷功率因数规定规定，导致很大经济损失，因而咱们要提出改进方案。对电力网进行潮流计算，得知电网功率分布和关口电表功率因数。将计算成果与国家规定相比较关口功率因素过低，违背了国家关于规定。于是提出了提高功率因数办法，依照计算可知电网容性无功过大是导致功利因数低主线因素，从而想到并联电抗器来补偿线路中过剩容性无功，使功率因数提高。对于电力网来说，配备无功补偿容量需要综合考虑实现无功功率分地区平衡，提高电压质量和减少网络功率损耗这三个方面规定。通过管理上、经济上、技术上优化计算来拟定补偿设备安装地点和容量分派。于是按以上规定对提出四种方案比较，得出最佳方案，并选取相应电器设备和配备了微机保护。最后还对补偿并联电抗器对系统影响进行了分析。此初步方案解决了关于110KV线路太长，负荷太轻，导致关口电表功率因数过低，末端电压过高一系列问题。达到国家对用电规定。此毕业设计书有一定参照价值。目录摘要毕业设计任务书关口电表功率因素计算（潮流计算）电力线路和变压器参数电网等值电路电网功率分布第三章提高功率因素方案第一节无功补第二节计算低压侧电压第三节提高功率因数方案设计第四节最佳方案经济性分析第五节最佳方案设备选取第四章电抗器保护第一节电抗器主保护第二节电抗器后备保护第三节电抗器接地保护第四节电抗器成套微机保护装置第五章补偿电抗器对系统影响第一节串并联谐振第二节电网谐振分析第三节对继电保护影响第四节对有功损耗分析小结附一参照文献附二无功补偿、功率因数规程、规范附三论文第一章毕业设计任务书设计题目110KV线路提高功率因数工程初步方案原始材料1.某石油管理局管道输油110KV电力网一次接线如图1所示,有关参数标于图中。2.电气设备各元件参数和继电保护状况（1）变压器T1参数：变比330/121KV（2）变压器T2参数：SFZ9-6300/110+8*1.5%,变比110/6KV，接线组别(3)变压器T3参数：与T2参数相似（4）110KV线路参数：导线型号LGJ-185，3．电力网运营环境海拔，最高气温：30℃最低气温：-404．存在问题由于110KV线路太长，负荷太轻，导致110KV线路供电公司关口电表功率因数太低（平均cosφ=0.27）,线路末端电压过高，超过了国家对负荷功率因数规定规定，导致很大经济损失。设计内容1.分析110KV线路关口电表功率因数低因素，提出改进办法；2.分析提高功率因数几种方案并比较方案；3.最佳方案电气设备选取和保护配备（厂家、设备参数、价格等）；4.最佳方案经济性分析；5.补偿并联电抗器对系统影响分析。设计成品写出设计报告阐明书；最佳方案电气主接线图和保护配备；网上收集两篇关于并联电抗器和功率因数论文；收集有关规程、规范和规定。第二章关口电表功率因数（潮流计算）第一节电力线路和变压器参数1.110KV线路(查表可知)2.变压器第二节画等值电路图第三节潮流计算计算电网功率分布：cosφ=依照电力系统电压﹑无功管理规定：对于高压供电工业顾客，功率因数应在0.90以上。提高功率因数方案要提高功率因数，可进行无功补偿。由上章计算可知，导致功率因书低由于线路长，负荷太轻，容性无功很大。由可知：增长感性无功，使Q值变小，即可达到目。咱们采用并联电抗器办法。第一节无功补偿

设补偿无功为Q，要使功率因数达到0.90。所补偿无功为Q依照无功与电压管理规程：顾客不能向系统反送无功将Q=7.6Mvar无功补偿在6KV母线两侧。每一侧分别补偿3.8Mvar无功校验一下首端功率因数能否达到0.9等效电路如下：功率因数：Q=7.6Mvar不符合规定取Q=6.8Mvar来校验无功补偿与否符合规定等效电路图如下：符合规定第二节计算低压侧电压因此折算到6KV侧实际电压为依照电压与无功管理规程规定6KV电压电压范畴为因此要对电压进行分接头调压T2变压器调分接头81.5%得到实际电压在电压容许范畴内：T3变压器调分接头81.5%得到实际电压为在6KV电压容许范畴内，因此补偿无功为6.8Mvar.第三节提高功率因数方案设计无功补偿方案：初步构想补偿方案在首端线路首端补偿；在中间变压器高压侧补偿；在6KV母线一侧进性补偿；在6KV母线两侧进行补偿。第四节最佳方案经济性分析比较如下四种无功补偿方案：（1）在首端线路首端补偿如图（1）首端线路补偿功率因数功率因数达到了高压顾客功率因数规定，但是将并联电抗器放在330KV超高压变电站内，使变电站占地面积增大，顾客需要向变电站缴纳较高费用。（2）在中间变压器高压侧补偿如图（2）所示：1）110KV电抗器价格比较昂贵。2）依照并联电抗器无功补偿规程：并联电抗器重要连接在10-500KV变电站低压侧，通过主变向系统输送感性无功，用以补偿输电线路电容电流，防止轻负荷端电压升高，维持系统电压稳定. 3）技术规定较高（3）在6KV母线一侧进行无功补偿：如图（3）所示：在6KV母线侧：∴中灶变过负菏过负荷会使变压器发热，减少其绝缘，更会减短变压器寿命。（6℃（4）在6KV母线侧两侧进行无功补偿如图（4）所示在T2变压器产生损耗将6.8Mvar电抗器做成2个3.4Mvar电抗器6.8Mvar电抗器在6KV母线一侧补偿上产生有功损耗，而2个3.4Mvar电抗器在变压器上产生有功损耗为P1>2P2∴应将2个3.4Mvar电抗器分别补偿到6KV母线上,不但减小在变压器上产生有功损耗并且减小电抗器成本.对于电力网来说，配备无功补偿容量需要综合考虑实现无功功率分地区平衡，提高电压质量和减少网络功率损耗这三个方面规定。通过管理上、经济上、技术上优化计算来拟定补偿设备安装地点和容量分派。分析比较如下四种方案：补偿方式长处缺陷在首端线路首端补偿可以较好提高顾客功率因数；不增长变压器有功损耗.放在超高压330kv变电站内增大设备占地面积,顾客需要缴纳巨额费用.在中间变压器高压侧补偿不增长变压器有功损耗；可以提高功率因数.电抗器成本高.将一种电抗器集中补偿到6kv母线上可以提高功率因数引起变压器有功损耗不不大于2个电抗器分数补偿到6kv母线上有功损耗；电抗器成本高.变压器过负荷将2个电抗器分别补偿到6kv母线上.可以提高功率因数在变压器上引起有功损耗小；成本低；运送以便变压器有功损耗会增长.因此最优方案是第四种方案，即是将电抗器分别补偿到6kv母线上.第五节最优方案设备选取1.选取10kv3.4Mvar电抗器2个电抗器型号：BKSC--系列环氧浇注铁心并联电抗器产品范畴：1）电压级别：6KV2）并联电抗器容量：kvar—16000kvar产品特点：1）采用环氧浇注绝缘系统，无油介质，安全性好。线圈绝缘耐热级别为F级，线圈浇注成一固态整体。2）电磁污染小。铁心电抗器以硅钢片为导磁介质，磁通以铁心为导磁回路，对周边环境无电磁污染。3）铁心为高填充系数扇形辐射式铁饼与弹性系数极小大理石气隙构成，铁心涡流损耗小。铁心无局部过热现象。4）体积小，重量轻，外形美观。产品用途：并联电抗器用于补偿电力系统电容性充电电流，限制系统工频电压升高和操作过电压，从而减少系统绝缘水平，保证线路可靠运营。生产厂家：思源电气股份有限公司（销售热线:021-6448）2.6KV电抗器负荷开关负荷开关型号：FN3-10-R6FN3-10-R6户内负荷开关,合用于交流50Hz,6KV网络中,作为开断和闭合负荷及过负荷电流之用,变可用作开断和闭合空载长线,空载变压器及电容器之开关,带RN3型熔断器负荷开关可切断短路,作保护开关之前。FN3-10系列户内高压负荷开关重要技术参数：型号额定电压(KV)最高工作电压(KV)额定电流(A)动稳定电流(KA)热稳定电流(KA/S)FN3-101011.54002510/2负荷开关所配带熔断器型号及数据型号额定电压额定电流(A)最大开断电流有效值（KA）最大断流容量(MVA)最大开断电流有效值（KA）RN3-6610~50751002002020014RN3-101010~5075100~150122008.6生产厂家：西安华仪高压开关有限公司（联系电话：）第四章电抗器保护电抗器不正常状态和事故一.电抗器不正常状态：过负荷二.电抗器故障：相间短路,匝间短路,接地短路依照上述状况进行电抗器保护配备。电抗器保护配备主保护是电流速断保护，后备保护是过电流保护。第一节电抗器主保护电抗器保护配备主保护是电流速断保护1.主保护配备图2.电流速断保护原理：电流速断保护采用是两相电流差接线,A相电流互感器TA0,KA1为流过A相电流继电器;C相电流互感器TAC,KA2为流过C相电流继电器;B相电流继电器KA3流过电流为A相和C相电流差;即,当A相发生短路A相电流增大,电流流过KA1使KA1常开触点闭合,接通了中间继电器线圈,使中间继电器励磁,接通跳闸回路和信号回路;C相与A相相似,B相流过电流为,当三相不平衡时,电流使KA3常开触点闭合,接通中间继电器线圈,使中间继电器励磁接通跳闸回路和信号回路.第二节电抗器后备保护电抗器后备保护是过电流保护1.后备保护配备图电抗器过电流保护2.电抗器过电流后备保护原理：电抗器过电流保护采用是两相不完全接线，A相电流互感器Taa，C相电流互感器Tac，当A相发生短路时，A相电流继电器常开触点闭合，使时间继电器接通，时间继电器延时发信号和跳闸，C相与A相相似，，电流流过电流继电器KA3，当电流达到了KA3动作电流后来，接通时间继电器，延时发信号和跳闸起到电流后备保护目地。第三节电抗器接地保护1.电抗器接地保护配备图：电抗器接地保护2.电抗器接地保护原理:用开口三角形获得,当电抗器发生接地后来开口三角形感应出,使零序电压继电器动作发不正常运营信号.可以继续运营2个小时.第四节电抗器微机保护采用DPR200型微机并联电抗器保护测控装置（生产厂家：数显表福友多功能仪表联系电话：1315059）1.合用范畴及重要功能DPR200型微机并联电抗器保护测控装置合用于35KV及如下电压级别并联电抗器组，具备如下保护及功能速断保护过电流保护零序过流（接地）保护过负荷保护中性线差保护本体保护操作回路故障录波通讯及三遥2.保护配备及工作原理速断保护当电抗器三相电流中任何一相电流不不大于速断保护整定值并达到其整定延时保护即动作于跳闸和信号。过电流保护当三相电流中任何一相电流不不大于过流保护整定值并达到其整定延时保护即动作于跳闸和信号。零序电压保护当零序电压不不大于整定值并达到整定延时保护动作于跳闸或信号。当三相电流中任何一相电流不不大于负荷整定值并达到其整定延时后即动作于告警信号。当两组电抗器中性线电流不不大于中性线差流整定值达到其整定延时后即动作于跳闸和信号。本体保护本体保护由外部接点输入后经装置重动出口，其中轻瓦斯，过温信号动作于信号，重瓦斯，过温跳闸动作于跳闸。故障录波纪录故障前2个周波，故障后32个周波电压，电流数据，通过通讯网将录波数据上传到后台监控系统。通讯及三遥装置配备有RS485，CAN网两种通讯接口，以组网实现三遥。装置可就地实时测量各种电气量，如：电压，电流，功率，脉冲电度等。同步还可通过通讯上传至后台监控系统或主网计算机系统，即实现遥测。装置可就地实时监测各种状态量，如：断路器位置，小车位置，接地刀位置等。同步通过通讯网把各开关量状态和变化及装置动作信息上传至后监控系统或主网计算机系统，即实现遥信。（9）装置配备有新型通用操作回路，不用考虑断路器跳合闸回路电流，合用性强。3.重要技术指标通讯波特率：6009600bpsCAN通讯波特率：5~100kbps速断延时整定范畴：0~10S级差0.01S速断电流整定范畴：1~99A级差0.1A过流电流整定范畴：1~99A级差0.1A过流延时整定范畴：0~99S级差0.01S零序电流整定范畴：0~2.0A级差0.01A零序电流整定范畴：0.2~99S级差0.01S过负荷电流整定范畴：1~99A级差0.1A10．过负荷延时整定范畴：0.5~99S级差0.01S第五章补偿电抗器对系统影响第一节电网谐振分析补偿电抗器有也许使系统发生谐振，产生过电压，危及电力系统稳定运营谐振过电压：在具备电感与电容元件交流电路中，多数状况下电路两端电压和电流在相位上不同，当变化电路参数或电源频率时，电路上电压与电流同相，这种现象称电路发生谐振。依照发生谐振电路不同，谐振现象可份为串联谐振和并联谐振。1.串、并联谐振简介(1).串联谐振RLC串联电路谐振条件是。谐振频率串联谐振影响：1.阻抗最小,电流最大.2.电感和电容电压也许会大大超过电源电压(2)并联谐振RL串联与C并联谐振并联谐振电路谐振条件是谐振角频率并联谐振影响:电感和电容电流,比总电流大许多倍。2.对电网影响较大是工频谐振和三次谐振，如下将对其讨论。并联电抗器对系统影响分三种状况分析：(1)并联电抗器两个都投入对系统影响，其等效电路如下：通过计算两个电抗器都投入系统不产生谐振(2)电抗器投中灶变6KV侧对系统影响，分析系统与否产生谐振：其等效电路如下：电抗器投中灶变6KV侧对系统没有影响，不会产生谐振。(3)电抗器投甘森变6KV侧分析其对系统影响；其等效电路图如下：同理并联电抗器使系统不会产生谐振(4)经计算也不会发生三次谐振(略)结论：投入或切除并联电抗器使系统不会产生谐振第三节并联电抗器对继电保护影响输电线路后备保护（过电流保护），其选取性由阶梯时来满足。按躲过最大负荷电流计算起保护动作电流，依照可靠性规定，第Ⅲ段保护动作电流必要满足两个条件：一是在被保护线路通过最大负荷电流状况下，保护装置不动作。二是故障切除后，被保护线路通过最大负荷电流状况下应能可靠返回。并联电抗器后来，负荷电流会变化，而输电线路过电流保护整定值是依照最大负荷电流拟定，对其保护影响很大。要对其保护动作电流值重新整定。其她保护也要调节，在此不作过多阐述第四节对有功损耗分析有功损耗计算公式:由并联电抗器先后潮流计算可知线路和变压器总有功损耗:并联前并联后,并联电抗器后有功损耗会增长.小结附录1参照文献1.《电力系统设计手册》-高压电抗器选型P251中华人民共和国电力出版设2.《电力系统电压和无功功率技术导则SD325-1989》国家电力公司3.《电力系统稳定和控制》P4194.《湖北省超高压输变电公司原则》电抗器技术规范P2-15湖北省电力公司5.《湖北省超高压输变电公司原则》电抗器继电保护技术规范P4-54湖北省电力公司6.《电抗器继电保护原理与应用》并联电抗器保护P463-473中华人民共和国电力出版社7.《电力系统设计技术规程SDJ161-1985》国家电力公司8.《电力系统继电保护和自动装置设计规程GB50062-1992》9．《电力系统》10.《继电保护和自动装置》附录2无功补偿、功率因数规程、规范（一）国家电网公司电力系统电压质量和无功电压管理规定

第五条顾客受电端供电电压容许偏差值

(一)35kV及以上顾客供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压10％。

(二)1OKV及如下三相供电电压容许偏差为额定电压±7%。

(三)220V单相供电电压容许偏差为额定电压+7%、-10%。第六条电力网电压质量控制原则

(一)发电厂和变电站母线电压容许偏差值

1.500(330)kV及以上母线正常运营方式时，最高运营电压不得超过系统额定电压+10%；最低运营电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电正常使用及下一级电压调节。

2.发电厂220kV母线和500(330)kV及以上变电站中压侧母线正常运营方式时，电压容许偏差为系统额定电压0%——+10%；事故运营方式时为系统额定电压-5%——+10%。

3.发电厂和220kV变电站110kV—35kV母线正常运营方式时，电压容许偏差为系统额定电压-3%—+7%；事故运营方式时为系统额定电压±10%。

4.带地区供电负荷变电站和发电厂(直属)10(6)kV母线正常运营方式下电压容许偏差为系统额定电压0%—+7%。

(二)特殊运营方式下电压容许偏差值由调度部门拟定。第十四条电力顾客电压无功管理电力顾客装设各种无功补偿装置(涉及调相机，电容器、静补和同步电动机)应按照负荷和电压变动及时调节无功出力，防止无功电力倒送第二十条变电站应合理配备恰当容量无功补偿装置，并依照设计计算拟定无功补偿装置容量。35～220kV变电站在主变最大负荷时，其一次侧功率因数应不低于0.95；在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。第二十四条电力顾客无功补偿电力顾客应依照其负荷无功需求，设计和安装无功补偿装置，并应具备防止向电网反送无功电力办法。(一)35kV及以上供电电力顾客，可参照第二十条规定执行。(二)10OKVA及以上1OKV供电电力顾客，其功率因数宜达到0.95以上。(三)其她电力顾客，其功率因数宜达到0.90以上（二）功率因数管理规定依照水力部电力部文献国家物价局功率因数调节办法（83）水电财字第215号文献1983年12月2日鉴于电力生产特点顾客用电功率因数高低对发供电设备充分运用节约电能和改进电压质量有着重要影响，为了提高顾客功率因数并保持其均衡以提高供电用双方个社会经济效益特点制定本办法。功率因数原则0.90，合用于160KVA以上高压供电工业顾客（涉及社队工业顾客）装有带负荷调节电压装置高压供电电力顾客和3200KVA以上高压供电电力排灌站。功率因数原则0.85，合用于100KVA（KW）及以上其她工业顾客（涉及社队工业顾客）100KVA（KW）及以上排工业顾客和100KVA（KW）及以上电力排灌站；功率因数原则0.80合用于100KVA（KW）及以上农业顾客和顾客，但大工业顾客未划由电业直接管理顾客，功率因数原则为0.85功率因数计算凡应行功率因数调节电费顾客，应装设带有防倒装置无功电度表，按顾客每月实用有功电量，计算月平均功率因数；（三）正常运营时负载及温度限值依照GB1094.2-1996《电力变压器第2某些温升》、GB/T15164-1994《油浸式电力变压器负载导则》和DL/T572-1995《电力变压器运营规程》中有关规定，大型油浸式变压器不同状况下负载和温度限值有规定。变压器超额定负载运营时，储油柜中油因膨胀也许会溢出，套管内部压力升高也许会漏油；并且，在热点温度突然升高超过临界温度时，绝缘纸中浮现气泡，使其绝缘强度减少，引起故障。对于具备正常含水量变压器，此临界温度约在140～160℃之间，当水针对变压器在短期急救负载下运营状况，DL/T572-1995中规定：应投入涉及备用在内所有冷却器(制造厂另有规定除外)，并尽量压缩负载、减少时间，普通不超过0.5h。并且给出了0.5h短期急救负载负载系数K。附录3论文（一）《电力系统电压与无功补偿》核心词：无功补偿电压电力系统当代生产和当代生活离不开电力。电力部门不但要满足顾客对电力数量不断增长需要，并且也要满足对电能质量上规定。所谓电能质量，重要是指所提供电能电压、频率和波形与否合格，在合格电能下工作，用电设备性能最佳、效率最高，电压质量是电能质量一种重要方面，同步，电压质量高低对电网稳定、经济运营也起着至关重要作用。1.电压与无功补偿电压顾名思义就是电(力)压力。在电压作用下电能从电源端传播到顾客端，驱动用电设备工作。交流电力系统需要电源供应两某些能量，一某些将用于作功而被消耗掉，这某些电能将转换为机械能、光能、热能或化学能，咱们称为“有功功率”。另一某些能量是用来建立磁场，用于互换能量使用，对于外部电路它并没有作功，由电能转换为磁能，再由磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这某些能量咱们称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这某些功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运转。在电力系统中，除了负荷无功功率外，变压器和线路电抗上也需要大量无功功率。国际电工委员会给出无功功率定义是：电压与无功电流乘积为无功功率。其物理意义是：电路中电感元件与电容元件活动所需要功率互换称为无功功率。电容和电感并联接在同一电路时，当电感吸取能量时，正好电容释放能量；电感放出能量时，电容正好吸取能量。能量就在它们中间互相互换。即电感性负荷所需无功功率，可以由电容器无功输出得到补偿，因而咱们把具备电容性装置称为“无功补偿装置”。电力系统惯用无功补偿装置重要是电力电容器和同步调相机。若电力负荷视在功率为S，有功功率为P，无功功率为Q，有功功率、无功功率和视在功率之间关系可以用一种直角三角形来表达，以有功功率和无功功率各为直角边，以视在功率为斜边构成直角三角形(见图3)，有功功率与视在功率夹角称为功率因数角。有功功率与视在功率比值，咱们称为功率因数，用cosf表达，cosf=P/S。它表白了电力负荷性质。P=UIcosfQ=UIsinfS=(P2Q2)1/2=UI有功功率惯用单位为千瓦(kW)，无功功率为千乏(kvar)，视在功率单位为千伏安(kVA)。无功功率按电路性质有正有负，Q为正值时表达吸取无功功率，Q为负值时表达发出无功功率，在感性电路中，电流滞后于电压，f＞0，Q为正值。而在容性电路中，电流超前于电压，f<0，Q为负值。这就是人们普通称电动机等设备“吸取”无功而电容器发出“无功”道理。2.电压水平与无功功率补偿当输电线路或变压器传播功率时，电流将在线路或变压器阻抗上产生电压损耗，下面以一条输电线路为例来分析这个问题。如图4所示，该图表达一段输电线路单相等值电路，其中R、X分别为一相电阻和等值电抗，U1、U2为首未端相电压，I为线路中流过相电流。为了阐明问题，咱们作出向量图，以线路末端电压U2为参照轴，设线路电流I为正常阻感性负荷电流，它滞后于U2一种角度f，电流流过线路电阻产生一种电压降IR，它与电流向量同方向，同步，线路电流也在线路上产生一种电压降IX，它超前于电流向量90度从向量图可知，线路电压损耗DU为电压DU1和DU2之和，从图中可知，U1=IRcosf，DU2=IXsinf，因此线路电压损耗为DU=DU1DU2=I(RcosfXsinf)，如果电流I用线路末端单相功率S和电压U2来表达，即P=U2Icosf,Q=U2Isinf则可得：DU=(PRQX)/U2由此可见，电压损耗由两某些构成，即有功功率在电阻上压降和无功功率在电抗上压降。普通说来，在超高压电网线路、变压器等值电路中，电抗数值比电阻大得多。因此无功功率对电压损耗影响很大，而有功功率对电压损耗影响则要小得多。因而，可以得出结论，在电力系统中，无功功率是导致电压损耗重要因素。从前面分析咱们懂得，当线路、变压器传播功率时，会产生电压损耗，因而影响了电网各处电压高低。如果能变化线路、变压器等电网元件上电压损耗，也就变化了电网各节点电压状况。由电压损耗表达式DU=(PRQX)/U可知，要变化电压损耗有两种办法。（1）变化元件电阻；（2）变化元件电抗，都能起到变化电压损耗作用。可采用一种办法是增大导线截面减小电阻以减小电压损耗，这种办法在负荷功率因数较高、原有导线截面偏小配电线路中比较有效。适当负荷不断增长农村地区采用。而电网中用最多办法是减少线路中电抗，在超高压输电线路中广泛采用分裂导线就可以明显减少线路电抗。在国内，220kV线路普通采用二分裂、500kV线路采用四分裂导线。采用分裂导线，减少线路电抗，不但仅减少了电压损耗，并且有助于电力系统稳定性，能提高线路输电能力。当前已逐渐采用紧凑型构造输电线路，还可以进一步减少输电线路电抗，不但提高了电网稳定性，同步，也减少了线路电压损耗。（二）功补偿技术对低压电网功率因数影响核心词：节电技术无功补偿功率因数摘要:根据用电设备功率因数，可测算输电线路电能损失。通过现场技术改造，可使低于原则规定功率因数达标，实现节电目。本文分析了无功补偿作用和补偿容量选取办法，着重阐述了低压电网和异步电动机无功补偿容量配备。结合应用实例阐明采用无功补偿技术，提高低压电网和用电设备功率因数，已成为节电工作一项重要办法。1、前言无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要无功功率，以提高系统功率因数，减少能耗，改进电网电压质量。无功补偿合理配备原则从电力网无功功率消耗基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率传播损耗，提高输配电设备效率，无功补偿设备配备，应按照“分级补偿，就地平衡”原则，合理布局。(1)总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。(2)电力部门补偿与顾客补偿相结合。在配电网络中，顾客消耗无功功率约占50%～60%，别的无功功率消耗在配电网中。因而，为了减少无功功率在网络中输送，要尽量地实现就地补偿，就地平衡，因此必要由电力部门和顾客共同进行补偿。(3)分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。集中补偿，是在变电所集中装设较大容量补偿电容器。分散补偿，指在配电网络中分散负荷区，如配电线路，配电变压器和顾客用电设备等进行无功补偿。集中补偿，重要是补偿主变压器自身无功损耗，以及减少变电因此上输电线路无功电力，从而减少供电网络无功损耗。但不能减少配电网络无功损耗。由于顾客需要无功通过变电所如下配电线路向负荷端输送。所觉得了有效地减少线损，必要做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿。因此，中、低压配电网应以分散补偿为主。(4)降损与调压相结合，以降损为主。2、影响功率因数重要因素功率因数产生重要是由于交流用电设备在其工作过程中，除消耗有功功率外，还需要无功功率。当有功功率P一定期，如减少无功功率Q，则功率因数便可以提高。在极端状况下，当Q=0时，则其力率=1。因而提高功率因数问题实质就是减少用电设备无功功率需要量。2.1、异步电动机和电力变压器是耗用无功功率重要设备异步电动机定子与转子间气隙是决定异步电动机需要较多无功重要因素。而异步电动机所耗用无功功率是由其空载时无功功率和一定负载下无功功率增长值两某些所构成。因此要改进异步电动机功率因数就要防止电动机空载运营并尽量提高负载率。变压器消耗无功重要成分是它空载无功功率，它和负载率大小无关。因而，为了改进电力系统和公司功率因数，变压器不应空载运营或长其处在低负载运营状态。2.2、供电电压超过规定范畴也会对功率因数导致很大影响当供电电压高于额定值10%时，由于磁路饱和影响，无功功率将增长得不久，据关于资料记录，当供电电压为额定值110%时，普通工厂无功将增长35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们功率因数有所提高。但供电电压减少会影响电气设备正常工作。因此，应当采用办法使电力系统供电电压尽量保持稳定。2.3、电网频率波动也会对异步电机和变压器磁化无功功率导致一定影响2.4、以上阐述了影响电力系统功率因数某些重要因素，因而必要要谋求某些行之有效、可以使低压电力网功率因数提高某些实用办法，使低压网可以实现无功就地平衡，达到降损节能效果。3、低压配电网无功补偿办法提高功率因数重要办法是采用低压无功补偿技术，咱们普通采用办法重要有三种：随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。3.1、随机补偿随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同步投切。随机补偿合用于补偿电动机无功消耗，以补励磁无功为主，此种方式可较好地限制用电单位无功负荷。随机补偿长处是：用电设备运营时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，并且不需频繁调节补偿容量。具备投资少、占位小、安装容易、配备以便灵活，维护简朴、事故率低等。3.2、随器补偿随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功补偿方式。配变在轻载或空载时无功负荷重要是变压器空载励磁无功，配变空载无功是用电单位无功负荷重要某些，对于轻负载配变而言，这某些损耗占供电量比例很大，从而导致电费单价增长。随器补偿长处：接线简朴、维护管理以便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该某些无功就地平衡，从而提高配变运用率，减少无功网损，具备较高经济性，是当前补偿无功最有效手段之一。3.3、跟踪补偿跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大顾客0.4kv母线上补偿方式。合用于100kVA以上专用配变顾客，可以代替随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。跟踪补偿长处是运营方式灵活，运营维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运营更可靠。但缺陷是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。但当这三种补偿方式经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式4、无功功率补偿容量选取办法无功补偿容量以提高功率因数为重要目时，补偿容量选取分两大类讨论，即单负荷就地补偿容量选取（重要指电动机）和多负荷补偿容量选取（指集中和局某些组补偿）。4.1、单负荷就地补偿容量选取几种办法（1）、美国资料推荐：Qc=(1/3)Pe[额定容量1/3]（2）、日本办法：从电气计算日文杂志中查到：1/4~1/2容量计算考虑负载率及极对数等因素，按式（5）选用补偿容量，在任何负载状况下都不会浮现过补偿，并且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用，对普通状况都可行，特别合用于Io/Ie比值较高电动机和负载率较低电动机。但是对于Io/Ie较低电动机额定负载运营状态下，其补偿效果较差。（3）、经验系数法：由于电机极数不同，按极数大小拟定经验系数选取容量比较接近实际需要电容器，采用这种办法普通在70%负荷时，补后功率因数可在0.95~0.97之间经验系数表电机类型普通电机起重电机冶金电机极数246810810补偿容量（kvar/kw）0.20.2~0.250.25~0.30.35~0.40.50.60.75电机容量大时选下限，小时选上限；电压高时选下限，小时选上限4、Qc=P[√1/COS2φ1-1-√1/COS2φ2-1]实际测试比较精确办法此法合用于任何普通感性负荷需要精准补偿就地补偿容量计算。（4）、如果测试比较麻烦，可以按下式Qc≤√3UeIo×10-3(kvar)Io-空载电流=2Ie(1-COSφe)瑞典电气公司推荐公式Qo若电动机带额定负载运营，即负载率β=1,则：Qo依照电机学知识可知，对于Io/Ie较低电动机（少极、大功率电动机），在较高负载率β时吸取无功功率Qβ与勉励容量Qo比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功经济当量较高大功率电动机以较高负载率运营方式下，此式来选用是合理。（5）、按电动机额定数据计算：Q=k(1-cos2φe)3UeIe×10-3(kvar)K为与电动机极数关于一种系数极数：246810K值：0.70.80.850.94.2、多负荷补偿容量选取多负荷补偿容量选取是依照补偿先后功率因数来拟定。（1）对已生产公司欲提高功率因数，其补偿容量Qc按下式选取：Qe=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm式中：Km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；Kj为补偿容量计算系数，可取0.8～0.9;Tm为公司月工作小时数；tgφ1、tgφ2意义同前，tgφ1由有功和无功电能表读数求得。（2）对处在设计阶段公司，无功补偿容量Qc按下式选取：Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)式中Kn为年平均有功负荷系数，普通取0.7～0.75;Pn为公司有功功率之和；tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可依照公司负荷性质查手册近似取值，也可用加权平均功率因数求得cosφ1。多负荷集中补偿电容器安装简朴，运营可靠、运用率较高。但电气设备不持续运转或轻负荷运营时，会导致过补偿，使运营电压抬高，电压质量变坏。因而这种办法选取容量，对于低压来说最佳采用电容器组自动控制补偿，即依照负荷大小自动投入无功补偿容量多少，对高压来说应考虑采用防过补偿办法。5、无功补偿效益在当代用电公司中，在数量众多、容量大小不等感性设备连接于电力系统中，以致电网传播功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。公司消耗电网无功功率约占消耗有功功率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30%左右。由于减少了电网无功功率输入，会给用电公司带来效益。5.1、节约公司电费开支。提高功率因数对公司直接经济效益是明显，由于国家电价制度中，从合理运用有限电能出发，对不同公司功率因数规定了规定达到不同数值，低于规定数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。可见，提高功率因数对公司有着重要经济意义5.2、提高设备运用率。对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数提高，负荷电流减少，因而向负荷传送功率所通过变压器、开关和导线等供配电设备都增长了功率储备，从而满足了负荷增长需要；如果原网络已趋于过载，由于功率因数提高，输送无功电流减少，使系统不致于过载运营，从而发挥原有设备潜力；对尚处在设计阶段新建公司来说则能减少设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改进后功率因数可以使所选变压器容量减少。因而，使用无功补偿不但减少初次投资费用，并且减少了运营后基本电费。5.3、减少系统能耗补偿先后线路传送有功功率不变，P=IUCOSφ，由于COSφ提高，补偿后电压U2稍不不大于补偿前电压U1,为分析问题以便，可以为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。即:I1/I2=COSφ2/COSφ1,这样线损P减少百分数为：ΔP%=(1-I22/I12)×100%=（1-COS2φ1/COS2φ2）×100%当功率因数从