供配电技术中的无功补偿与节能降耗

基于无功补偿技术的原理，在供配电系统选择并使用了无功补偿。阐述了选矿厂生产设备在使用无功补偿装置后，提高了功率因数，节约了电能，供电稳定可靠。
引言：
绝大多数工业企业用电设备属感性负荷，运行时会吸收大量无功功率，降低系统电压和功率因数，增加线路损耗、降低供电能力。
某限公司选矿厂内一些大型设备为变频控制，使用了大功率变频器。变频器为非线性负载，产生大量谐波电流，造成电网及配电系统不稳定，为解决供配电存在的隐患在供配电系统应用了无功补偿技术，以提高供配电质量，保证生产顺利。
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：S=(P2+Q2)1/2。无功功率为：Q=(S2-P2)1/2
有功功率与视在功率的比值为功率因数：cosφ=P/S
无功功率的传输加重了电网负荷，使电网损耗增加，系统电压下降。故需对其进行就近和就地补偿。并联电容器可补偿或平衡电气设备的感性无功功率。当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时，电网只传输有功功率P。
无功补偿形式
无功补偿分集中补偿、分散补偿和就地补偿三种。集中补偿方式所用电容器组的容量较分组补偿或就地补偿小，利用率更高，但未对变、配电所各馈线补偿，仅减轻了电网的无功负荷。分散补偿方式中的电容器组的利用率较就地补偿高，因此总的需要量较就地补偿小，是一种经济合理的补偿方式。
补偿容量的确定
电网里输、变、配电设备和电力用户消耗的无功功率损耗约各占一半，为减少消耗，须减少无功在电网里的流动。Z好是从用户开始增加无功补偿，提高用户负荷的功率因数，可减少发电机无功出力和输、变、配电设备中的无功电力消耗，从而降低损耗。按式Qc=P计算补偿的无功功率容量Q，式中P为Zda负荷日平均有功功率分别为装设补偿装置前后功率因数实测值。
无功补偿有利于降低系统的能耗
无功补偿常遇到的问题和解决办法分析
在实际工作中，无功补偿工作还遇到如下问题：1、电容器损坏频繁。2、电容器外熔断器在投切电容器组及运行中常发生熔断。3、电容器组经常投入使用率低。
针对上述情况我们分析可能存在的原因如下：1、电容器损坏主要原因由于在选择电压等级时没有考虑谐波背景的影响，造成所选择的电压等级偏低，长期运行电容器将容易损坏。2、电容器外熔断器经常发生熔断，主要是合闸涌流对熔断器的冲击或者熔断器额定电流的选择偏小造成的，或是不同电抗率组别的电容器组投切顺序不当所致。3、电容器投入使用率低主要是由于在电容器容量选择及分配不当造成的。
结语
可见，在电网中加装适当容量的无功补偿电容器，可以提高功率因数;而提高功率因数又可以降低电网的电能损耗，从而带来很大的经济效益。工业企业供用电系统存在很大的节能潜力，采用集中和分散相结合、高压和低压相结合无功补偿是GX用电、节能降耗的有效方法。

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