电网中的电力负荷如电动机、变压器等,大部分属于感性负荷,在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后,可以提供感性负载所消耗的无功功率,减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率,由于减少了无功功率在电网中的流动,因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗,这就是无功补偿。
无功补偿原理
当电网电压的波形为正弦波,且电压与电流同相位时,电阻性电气设备如白炽灯、电热器等从电网上获得的功率P等于电压U和电流I的乘积,即:P=U×I。
电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场,此时所消耗的能量不能转化为有功功率,故被称为无功功率Q。此时电流滞后电压一个角度φ。在选择变配电设备时所根据的是视在功率S,即有功功率和无功功率的矢量和:
无功功率为:
无功补偿是电网运行中最常用、最有效的降损节能技术措施之一。它是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率,以提高电网的功率因数,降低损耗,改善电网电压质量。
在实际工作中,我们发现一些电力用户对无功补偿的积极性不高,由于他们在认识上存在误区,因此总认为无功补偿是供电公司的事,与用户没有多大关系,进行无功补偿对用户没有多大好处。其实,无功补偿不仅对供电公司有利,而且对电力用户也有很大好处。为便于电力用户理解,简单分析如下:
无功补偿的实质是要尽量减少无功功率在网络中传递,设法就地安装无功电源,从而满足电力用户及网络元件对无功功率的需求。变电站安装的电容器装置只能减少110kV、35kV线路中无功功率的传递,降低110kV、35kV线路的损耗,而电力用户安装的的电容器装置,能减少整个网络中无功功率的传递,从而能降低整个网络的线路损耗,改善整个网络的电压质量。
无功补偿的作用,我们从电网和企业两个方面进行分析:在现有的企业用电大环境下,提升功率因数,减少无功消耗,会给电网及用电企业带来诸多效益。
对于电网,提高功率因数:
1、提高输变电设备的利用率;
2、降低电压损失,提高末端电压水平;
3、降低线路损耗。
4、降低能源浪费
对于用电企业,提高功率因数:
1、减少基本电费;
2、避免罚款,甚至获得奖励;
3、减少因无功带来的设备损失和维修;
4、增加设备容量利用率,节约设备投资成本
不仅如此,功率因数是否达标直接决定了企业当月电费账单。如果功率因数不达标,则供电局会进行罚款;功率因数超过考核指标,供电局会对电费有对应的奖励。
我国电力系统关于用户侧无功功率因数要求政策如下:
能源电[1988]18号 ,电力系统电压和无功电力管理条例:高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户功率因数为0.90及以上,其他100kVA(kW)及以上电力用户和大、中型电力排灌站功率因数为0.85及以上,农业用电功率因数为0.80及以上。凡功率因数未达到上述规定的新用户,供电局可拒绝接电或加收力率调整费。
因此进行无功补偿,提高功率因数还是很有必要的。
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