隨著(zhù)我國電力工業(yè)的迅猛壯大，電網(wǎng)逐步擴張，電力負荷增長(cháng)很快，電網(wǎng)的經(jīng)濟運行日益受到重視。降低網(wǎng)損，提高電力系統輸電效率和電力系統運行的經(jīng)濟性是電力系統運行部門(mén)面臨的實(shí)際問(wèn)題，也是電力系統研究的主要方向之一。

1 無(wú)功補償的介紹

1.1 無(wú)功補償的原理

電感和電容是兩種性質(zhì)相反的元件，供電系統中的用電設備大多是感性負載，用電容器補償感性負載所需的無(wú)功功率，提高系統功率因數，稱(chēng)之為電容補償，這也是無(wú)功補償的原理。

1.2 無(wú)功補償的意義

(1)補償無(wú)功功率，可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數。

(2) 減少發(fā)、供電設備的設計容量，減少投資，例如當功率因數cos準=0.8增加到cos準=0.95時(shí)，裝1kVar電容器可節省設備容量0.52kW;反之，增加0.52kW對原有設備而言，相當于增大了發(fā)、供電設備容量。因此，對新建、改建工程，應充分考慮無(wú)功補償，便可以減少設計容量，從而減少投資。

(3)降低線(xiàn)損，由公式ΔP%=(1-cos準1/cos準2)×100%得出(其中cos準1為補償前的功率因數，cos準2為補償后的功率因數)。

補償后，cos準2>cos準1，降低線(xiàn)損率，減少設計容量、減少投資，增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例，都直接決定和影響著(zhù)供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1.3 電網(wǎng)中常用的幾種無(wú)功補償方式

(1) 高壓集中補償是將高壓電容器組集中裝設在工廠(chǎng)變電所的6～10kV母線(xiàn)上。這種補償方式只能補償6～10kV母線(xiàn)前側線(xiàn)路上的無(wú)功功率，母線(xiàn)后側廠(chǎng)內線(xiàn)路的無(wú)功功率得不到補償。因此變壓器的視在負荷及變壓器的損耗并沒(méi)有少。所以這種補償方式的經(jīng)濟效果比較差，但這種補償方式的初期投資比較低，且便于集中運行維護，而且能對變電站高壓側的無(wú)功功率進(jìn)行有效的補償，以滿(mǎn)足濱海供電公司對變電站總功率的基本要求。

(2)分組補償是將低壓電容器組集中裝設在工廠(chǎng)變配電所的380V低壓母線(xiàn)上。這種補償方式能夠補償變電所、箱站低壓母線(xiàn)前的變壓器，高壓配電線(xiàn)路及電力系統的無(wú)功功率。由于這種補償能使變電所、箱站主變以前的視在功率減小，從而可使主變壓容器容量選的較小，減少變壓器運行的臺數，經(jīng)濟效益較好。

(3)低壓就地補償，就是將并聯(lián)補償電容器組裝設在需要進(jìn)行補償的用電設備組旁邊。這種補償方式能夠補償安裝位置以前的所有高低壓線(xiàn)路和電力變壓器的無(wú)功功率，其補償范圍大，補償效果好，經(jīng)濟效益佳。相比較而言，這種補償方式投資較前兩種大，但電容器組在補償的用電設備組停機時(shí)也將一并被解除。

2 動(dòng)態(tài)無(wú)功裝置的應用

靜止無(wú)功裝置比動(dòng)態(tài)無(wú)功裝置的技術(shù)更加成熟，而且結構也更加簡(jiǎn)單，因此前者的應用范圍較后者更廣。目前動(dòng)態(tài)無(wú)功裝置在電力系統中的應用是十分廣泛的，其主要優(yōu)點(diǎn)包括：①提高系統的暫態(tài)穩定性，將動(dòng)態(tài)無(wú)功裝置安裝在中長(cháng)距離的輸電電路中點(diǎn)能夠有效的提高整個(gè)系統的暫態(tài)穩定性，同時(shí)還能為出現故障后的電機提供更多的減速面積;②有力的支持系統電壓，避免電壓崩潰，當系統出現了故障或當電流驟然增大的以瞬間，動(dòng)態(tài)無(wú)功裝置可以向系統提供瞬間的無(wú)功補償來(lái)有效避免電壓崩潰;③阻尼系統振蕩，動(dòng)態(tài)無(wú)功裝置能夠快速、平滑的對無(wú)功和電壓進(jìn)行調節，并且能夠調制狀態(tài)工作;④補償不平衡負荷，當負荷出現不平衡情況時(shí)，動(dòng)態(tài)無(wú)功裝置能夠對系統進(jìn)行補償，從而使得供電電流達到三相平衡，使單相負荷變成三相負荷而不會(huì )出現無(wú)功分量;⑤抑制負荷側電壓波動(dòng)和閃變，校正功率因數。與此同時(shí)，動(dòng)態(tài)無(wú)功裝置還應用在了電氣化鐵路牽引變電所中，它很大程度上提高了其功率因數，而且還減少了變壓器與輸配電線(xiàn)路的損耗。除此之外，動(dòng)態(tài)無(wú)功裝置還應用在了煤礦中的提升機上，大大提高了電網(wǎng)質(zhì)量，最大限度的降低了由于電壓波動(dòng)造成的不良影響。

3 效益分析

3.1 經(jīng)濟效益

3.1.1 降損節能

利用無(wú)功補償提高功率因數可以降低線(xiàn)路損耗，達到節能的目的。目前，渤海石油礦區電網(wǎng)改造所需補償的容量約為4340kVar，反應在6kV母線(xiàn)上可節省無(wú)功電流417A(4340/1.732/6)，按有效利用率60%計算，可節省無(wú)功電流約250A。按照無(wú)功電流的通過(guò)所引起的三相線(xiàn)路有功損耗公式：

△P=△P1-△P2=3I12R×10-3-3I22R×10-3=3△I2R×10-3

計算，可得：△P=3×2502×R×10-3

改造部分影響6kV架空線(xiàn)路總長(cháng)度約為4000m，截面積為120mm2，鋁的電阻率p=0.0294Ωmm2/m，按照R=pL/S公式計算，得出：R=0.98

△P=3×2502×R×10-3=3×2502×0.98×10-3=183kW

即可節省有功功率：183kW

一年可節省電量：183×8×260=380640kWh

按平均電費1元/KWh計算，每年可節省電費約38萬(wàn)元。

3.1.2 節約電費開(kāi)支

根據《功率因數調整電費辦法》中規定，功率因數越高供電線(xiàn)路的功率損耗就越小，功率因數高于0.9以上的就減收電費，減收的百分比最高為1.25%，低于0.9的就加收電費，0.7～0.9之間的每少0.01就加收0.5%的電費，在0.65～0.7之間的每少0.01就加收1%的電費，0.64及以下每降低0.01就加收2%的電費。若功率因數達到0.95以上，將獎勵基本電費與當月用電費用合計的 0.75%，此次改造后，功率因數均能保證在0.95以上，以每年用電量7000萬(wàn)kWh為例，兩座35kV變電站變壓器容量合計為23300kVA，年外購電費為4780萬(wàn)元，濱海供電公司的補償獎勵金額約為30萬(wàn)元。

3.1.3 提高設備供電能力

根據表1中681回路的一組數據分析，如果該回路功率因數提高到供電局0.9的要求，那么變壓器的平均負荷電流將減少15%，相當于變壓器提高了15%的供電能力;如果功率因數提高到0.95，那么變壓器的平均負荷電流將減少19%，相當于變壓器提高了19%的供電能力，增大了變壓器的出力，使設備容量不變的條件下，可以少送無(wú)功功率，多送有功功率。這樣就能合理配置變壓器容量，避免“大馬拉小車(chē)”情況，減少因變壓器配置容量過(guò)大而產(chǎn)生的相應變壓器損耗，并可以延緩增容周期，從而減少企業(yè)費用支出，使供電部門(mén)及用電企業(yè)均受益。以35kV變電站增容5000kVA為例，若延緩一年增容，將節省基本電費102萬(wàn)元。

3.2 社會(huì )效益

無(wú)功功率的減少，不僅節約企業(yè)自身的電費開(kāi)支，還減少了電網(wǎng)的線(xiàn)損和對上一級變壓器容量的占用，產(chǎn)生的實(shí)際經(jīng)濟效益顯著(zhù)。而諧波污染的減少，不僅降低了對通訊、自動(dòng)控制裝置、電能計量和繼電器保護的干擾，而且提高了電網(wǎng)的安全性能和供電質(zhì)量，保證設備正常工作，有利于安全生產(chǎn)。

4 結 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)以上分析，動(dòng)態(tài)無(wú)功補償的應用很好地解決了電網(wǎng)質(zhì)量問(wèn)題，提高了功率因數，降低了運行成本，適用于工礦企業(yè)不斷增長(cháng)的用電現狀，值得在工礦企業(yè)中推廣應用。