浅谈低压配电网中的功率因数
配电网低压无功补偿方案探讨
２１ ０ ０年第 １ 期 １
科技 论坛
配 电 网低 压 无功补偿 方案探讨
勾 有 明
（ 黑龙 江省 鹤 岗电 业局 ， 龙 江 鹤 岗 １４ ０ ） 黑 ５ １０
摘 要： 针对配 电网中的无功补偿如何合理配置进行祥细地分析 ， 采取措施使低压无功补偿得 到合理地配置 ， 最大程度地减 少线路损耗。 关键词 ： 低压无功补偿 ； 补偿容量 ； 补偿 箱； 功率因数
前言
１ Ｓ１ ３１ ｋ ） ＝ ５ ＶＡ Ｃ Ｓ １ ０． ｓｎ １ ０ ６ Ｏ 中 ＝ ８． ｉ ＝ ．
Ｑ＝ － ２ １０ ７ ＝ ２ ｖｒ Ｑ１ Ｑ ＝ ２ － ８ ４ ｋ ａ ３ 为适应低 压网负荷 的变化 ， － ３ 将无功补偿箱 内电容器补偿容 量分 为 三级 ， 根据负荷大小投切适 当容量 的电容器。 第一级 为固定级投入级 ， 设 置固定 级的原 因是 ： 低压 电网及用户有 固定的无功负荷 ， 电变 压器 空 配 载负荷也是固定无功负荷 ， 固定 电容量补偿固定无功负荷可简化补偿 用 箱 内部结构 ， 降低造价、 提高运行可靠性。第二级 、 三级 为由控制器控 第 制经复合开关投入级， 在固定级补偿基础上根据低 压电网所缺无 功负荷 断续投入电容器。 根据上术方案， 拟定在纺矿线育民分 ３＃低压 台区装设无功补偿装 ０ 置 ， 台区配电变压器容量为 ２ ０ Ｖ ， 此 ０ ｋ Ａ 功率因数为 ０ ９ 如果将功率 因 ． ， ７ 数补偿到 ０ ， ． 经计算需 ４ ｋａ 低压无功补偿箱。 ９ ５ ｖｒ 资金测算 ： １ 电容 器： ） 电容每千乏约 ３ Ｏ元 ， 总计约 ：３０元 ｌ５ ２ 自动投切装置 ： ７ ５ ） 约 １０元 ３安装费及材料费 ： １０ ） 约 ５ ０元 电网。 每～ 台无功补偿装置合计 ： ｌ 约 万元 因此 ，０ Ｖ公 网线路不需在 １ｋ １ｋ ０ Ｖ线路上进行补偿 ，而只需 在公用 ３ 无功补偿的效益分析。 ． ４ 配电变压器低压 电网上实行无功补偿 。 加装 电容器实施无 功补偿后 ， 由于减少了由该电力线 路输送 的无功 ２ 公用低压电网无功补偿的必要性 功率 ， 因而功率 因数得到提高 。提高功率因数的意义 如下 ： 目 ， 前 公用配电变压器低压 电网仍是鹤岗市区中小用户 供电的主要 ３ ． 提高功率 因数 可减少功率损耗 。如果输 电线路导线 电阻为 Ｒ 则 ．１ ４ ， 电源。一家一户的小型用 电负荷仍 占有相当比例 ， 电方式 多为低供低 供 功率损耗为 ： 计一户一表供电 ， 由低压 电网接 电的用户约占到全市 区总用户数的 ５ ％ ０ △Ｐ： Ｉ ３ ２ Ｏ ０ １ ｐＲ Ｕ￣ｏ Ｒ× ０ ＝ Ｚ／ ｓ中 以上。由于长期以来低压 电网没有无功补偿设施 ， 中小用户不具备无功 式 中： 补偿 条件 ， 加之用电量急剧增长 ， 低功率 因数 电器如空调 、 冰箱 、 电崩 、 日 Ｐ 有 功 功 率 ，Ｗ ； 一 ｋ 光灯等大量投入使用等原 因， 致使低压电网的功率 因数很低 。低压 电网 ｕ 线电压 ， 一 Ｖ； 的低功率 因数运行 ， 是造成 １ｋ ０ Ｖ公 网线路功率 因数低 的主要原因 。为 电力线路输送负荷的功率因数 了提 高 １ｋ ０ Ｖ公 网线路及低压 网功率 因数 ， 对市 区公用 低压 电网进行无 由上式可 以看 出， 在有功率一定 的情况下 ，ｏＯ越 低 ， ｃｓ 功率损 耗越 功补偿显得尤为必要 。 大。 若线中原功率因数 为 ０ ， ． 经补偿后功率 因数提高到 １ ， ５ ． 则补偿后线 ０ ３ 公用 配电变压器低压 电网无功补偿方案 路损耗可减 少为原损耗的 ２％。 ５ ３１ 在公用配电变压器低压压电网实施无功补偿是以台区配电变压器 ． ３ ． 提高功率因数可减少 电力线路的电压损失。 ．２ ４ 所供低压网为补偿单元。 在每台配电变压器低压侧 出线 电杆上安装一台 ３ ． 提高功率因数可以提高设备利用率。 ．３ ４ 一台容量为 Ｓ Ｎ的变压器 ， 能 低压无功补偿箱 。 补偿箱箱体采用不锈钢钢板制作 ， 有足够散热空间 ， 有 够输 出的有功功率的最大值 为 Ｐ ｓＳ ｏｄ。由此式可见 ， ｍｋ＝ Ｎ ｃｓ Ｐ 越高 ，ｉ ｓ Ｐ ｋ ｎ 可靠接地。电网的电压 、 电流信号经采集后输入到补偿箱的控制器内进 就越 大， 变压器输出的有功电能就越多 。 也就是说 ， 提高 ｃｓ ｏｑ ， ｂ后 变压器 行判断，并根据需要输出控制信号驱动复合开关 投切内部补偿 电容器 ， 可接带更多的用电设 备。 完成补偿。 ３ ． 提高功率因数 可减小配 电变压器的铜损 。 ．４ ４ ３２ 低压无 功补偿无功补偿容量 的配置 。低压无功补偿箱单 台容量 以 ＿ ４ 结 论 配电变压器满载运行时功率因数 由 ０８补偿到 ０９时所 需电容器空量 为 ． ． 在配电网无功补偿合理配置及配置方案进行 了分析 ， 并提 出了各种 补偿容量。经过计 算 ２ ０ ３ ５ Ｖ ５～ １ Ｋ Ａ配 电变压器需 ６ ｋ ａ 低压无功补偿 配 置方案 ， ０ ｖｒ 并对低压无 功偿 容量进行分析计算 ， 最后确定 了低压无功补 箱 ， ０ ２０ Ｖ １ ～０ ｋ Ａ配电变压器需 ４ ｋａ 低压无功补偿箱 。 ６ ５ ｖｒ 计算方法如下： 偿 的具体方案。
浅谈低压配电网中对无功补偿方式的应用及优化
并分析负荷波动 同步时差。 根据 “ ／ 法则 ， ２３ 模拟为一条主线的配电网可 以确定数学意义上的２ ３ ／ 位置作为最佳装置地点 ， 而等效负荷２ ３ ／ 的有功损 耗即为优化配置的最终效果。 若网路简化结果为双叉线路， 则应分别对分叉 主线进行优化 ， 最后通过等效转换公式完成系统总体最优配置方案。 综上所述 ， 低压配电网络中对输配线路的无功补偿能够起到相当显著 的降损 稳压 效果 ， 其是 对 补偿方 式 进行优 化 整合 之后 ， 尤 可以选 取 科学 的设 置 安装地 点 ， 计算 出最 优 的负荷 损 耗 降低效 率 以及 无功 功率 改 善 因数 。 于 基 低压配电系统网络的错综复杂， 可以合理借鉴高 中压配电网的无功补偿办 法， 尽量简化线路结构 ， 熟练地运用 “／ 法则” ２３ 并将其有效结合在配置方
三 、 低压 配 电 线路 无 功 补 偿 的最 优 配 置
低压配电网无功补偿配置需要确定两点， 一是装置的安装位置 ， 二是 补偿容量 ， 对这两个参量的最佳组合即为低压配 电网无功补偿的最优配置。 对低压配电网络系统进行无功补偿优化配置时， 首先要选择某一方向
上 负荷量 最 大 、 离最 长 的线 路 ， 以将 其 默认 为 主 线 ， 距 可 损耗 占用 较低 的 支
我国经济建设水平逐渐提高， 低压配电网路中的配 电变压器面临着 日益提高 的供电压力 ， 越来越多的负荷量明显地加剧了输电线路的损耗和供电质量的 恶化。 因此 ， 在低压配 电网中普及无功补偿方式， 并选取科学合理的优化组 合， 能够有效地提高供电系统的功率， 稳定配电网的正常运行 。
一
办法或将几种方式进行有机结合， 合理应用 。
案 中。
参 考文 献 ［ 】 李征 光． １ 中低压 配 电网的无功 补偿 优 化 ［］ 农村 电气 化， ０ （） Ｊ． ２ ６９． ０
浅谈功率因数与无功补偿的关系
浅谈功率因数与无功补偿的关系摘要：功率因数的高低关系到输配电线路、设备的供电能力，也影响到其功率损耗。
本文从理论上分析了功率因数与无功补偿关系。
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的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。
关键词：功率因数;无功补偿一、前言功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标，用电设备在消耗有功功率的同时，还需大量的无功功率由电源送往负荷,功率因数反映的是用电设备在消耗一定的有功功率的同时所需的无功功率。
电网中无功功率消耗很大，大约有50％的无功功率消耗在输、变、配电设备上,50％的无功功率消耗于电力用户。
为了减少无功功率消耗和由此而造成的电网有功损耗,就必须减少无功功率在电网中的流动，即提高电网负荷的功率因数，从而达到节约电能,降低损耗的目的。
二、影响功率因数的主要因素功率因数的产生主要是因为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一定时，如减少无功功率Q,则功率因数便能够提高。
提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。
1）供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响2）电网频率的波动也会对异步电机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响3)异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备以上是影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此必须要寻求一些行之有效的、能够使电力网功率因数提高的方法。
就是加装无功补偿设备，使电网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。
三、无功补偿的方法提高功率因数的主要方法是采用无功补偿技术，根据我国国情和电网现状，采用并联电容器作为无功补偿设备，是最经济的，同时安装维护最为方便。
现将采用电容器进行无功补偿的几种常用方式简述如下：1）站内集中实偿补偿点位于10～110kV变电站的10kV出线上，补偿设备安装于变电站内的户内或户外，为出线支路上所有负荷提供无功电源,补偿上一级电网的无功损耗。
中低压电网功率因数与供电损耗的关系
中低压电网功率因数与供电损耗的关系胡膺（保山能源发展股份有限公司，云南保山678300）【摘要】为解决供电损耗的问题,本文以中低压35、中压110电网为例,研究功率因数与供电损耗的关系,以及功率因数与网损的关系,得出中低压电网的功率因数对我国电力系统的发电、供电和用电设备有明显影响的结论。
提高中低压电网的功率和负荷系数,可以大大减少无功功率在电网上的交换和流动,提高电压质量,降低中低压电网的供电成本和损耗,也可以大大提高用户用电设备的效率,降低成本和减少电力浪费,为用户节省更多的电力。
为此,通过实例和分析计算结果进一步验证中低压电网功率因数对供电损耗的影响,以供有关人员参考。
【关键词】中低压;功率因数;供电损耗【中图分类号】TM714【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2021）05-0099-020引言我国电力工业是现代人们日常生活中不可或缺的重要能源驱动动力，在推进我国现代化和经济社会的进步和发展中扮演着至关重要的角色。
其中低压配电网络是为供电企业用户提供输送电力的主要系统，功率和阻抗因素的多寡在某些程度上直接决定用户的使用质量，也将给供电企业线损管理工作带来一定的影响。
1电网功率因数概述这意味着在无功功率的情况下，电网系统中的能量不能作为供应给其他有功或无功系统的能量消耗来获得。
在现代电网电路的运行中，有功功率因数和无功功率因数越高越好。
如果电路能真正做到这一点，就可以利用并网电路的大部分有效视在功率，同时向电路传输有功和无功功率，从而降低巨大的无功消耗。
正确控制和提高电网的功率驱动因数，不仅有助于有效降低电网中无功的能量流动，提高供电管理系统的运行质量，减少中低压电网在供电运行系统中的电能损耗，充分发挥发电、供、用电设备的最大出力，实现最大发电量[1]。
2功率因数的主要影响因素要分析功率因数产生的重要原因。
究其原因，主要是在交流供电设备的运行和工作环境中，除了有功功率的损耗外，还存在不同的无功功率。
低压电网功率因数的影响与其无功补偿方法
Ｉ ■
低压 电网功率 因数 的影响 与其 无功补偿方法 ①
郭 雷
淮北 ２５ ５ ） ３０ ２ （ 淮海 集团淮 北百 慧工 贸有限责 任 公司 安徽 ［ 摘 要 ］ 本文 介绍 电力 系 统 中无功 补 偿 的作 用、 原则，以及 影 响 功率 因数 的因素 、补 偿方 法 、补偿 容 量 的选 择与 无 功补偿 效 益 。 ［ 关键词 ］ 压 电网 无功影 响 补 偿方法 低 中图分 类号 ：６ ５ １ Ｕ ６． ２ 文献标 识码 ： Ａ 文 章编 号： ０ ９ ９ ４ （ ０ ０ ２ ０ ４ Ｏ １０— １Ｘ ２ １）２ ０４ 一 １
１引育 在电力 系统 中， 功率 因数低 时， 电力设备 的利用 率也低 ， 统损耗 加大， 系 电 压 降增高 ， 时不 能保 障终端 设各 正常运行 ， 严重 这实质 上是系 统无 功功率 减少 的原因 。无功 补偿 就是 借助 于无 功补偿 设 备提供 必要 的无 功功 率， 以提 高系 统 的功 率 因数， 降低 能 耗， 改善 电 网 电压质 量 。
２无 功补 偿原 剃 无功补偿 的基 本原则 ， 应遵 循 以下 几 点：１局 部为主， （） 总体平 衡与 局部平 衡相 结合 。２ 电力部 门补偿 与用 户补 偿相 结合 。 因配电 网络 中， （） 用户 消耗 的 无 功功率约 占 ５％ ０ ， ０ ￣６ ％ 其余 消耗在 配 电网 中。为 了减 少无 功功 率在 网络 中 的输 送， 要尽 可 能地实现 就地 补偿， 就地 平衡 。所 以应 电力 部 门和 用户共 同补 偿 。 ３ 分 散补偿 为 主， （） 并与集 中 补偿 相结 合 。集 中补偿， 是在 变 电所集 中装 设较 大容 量 的补偿 电容 器 。分散补 偿是 在配 电 网络 中分散 的 负荷 区补偿 ， 如 配 电线路 ， 电变 压器和 用 户的用 电设备等 进行 的无 功补 偿 。集 中补 偿 的作 配 用是 补偿 主变 压器 本身 的无 功损 耗， 以及减 少变 电所 以上 输 电线路 的无 功 电 力， 从而 降低 供 电网络 的无 功损 耗 。为 了有效地 降 低线损 ， 须做 到无功 功率 必 在哪 里发 生， 就应 在 哪里 补偿 。４ 降损 与调 压 相结 合， （） 以降 损 为主 。 ３影响 功 率因 数的 因素 （） 电 电压超 出规 定范 围对功 率 因数造 成的影 响 。当供 电 电压高 于额 １供 定值 的 １％时， ０ 由于磁 路饱和 的影 响， 无功 功率 就增长 得很快 。根 据有关 资料 统计 ， 当供 电电压 为额 定值 的 １０ １ ％时， ＿般 厂矿 的无 功将 增加 ３ ％左右 当 ５ 供 电 电压 低 于额 定值 时， 无功 功 率也 相应 减 少， 而使 它们 的功 率 因数有 所 提 高 。但供 电 电压 降低 一 定程度 会影 响 电气设 备的 正常 工作 因此 ， 当采取 应 措施 ， 电力系 统 的供 电 电压尽 可 能保 持稳 定 。 使 （） ２ 无功功 率 的主要耗 用设 备一 异步 电动 机和 电力变 压器 。异 步电动 机 的定 子与转 予间 的气隙 ， 定异步 电动机 需要较 多无 功 的主要 因素， 决 其所耗 用 的无 功功 率 由空载 时 的无功 功率 和一 定负 载下 无功 功率 增加 值两 部分 组成 。 要改 善异 步 电动 机的功率 因数， 就要 防止 电动机的 空载运行并 尽可 能提高负 载 率 变 压器 消耗 无功 的主 要成 份是 空载无 功 功率， 与负 载率 的大 小无关 。为 改善 电力系统和 企业的功 率 因数， 压器不应 空载运 行或长 期处于低 负载运 行 变 状态 。 （） ３ 电网频 率 的波 动对异 步电机和变压 器的磁化 无功功率造 成一定 的影 响 ４无功 补偿 方法 在低压 配 电网中， 高功率 因数 ， 为提 主要采 用～些低 压无 功补偿 技术， 如随 机 补 偿 、 随器 补 偿 、 跟 踪 补 偿 。 （） １ 随机 补偿 。它 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， 同时投切 。适 用 于补偿 电动 机 的无 功 消耗， 以补励 磁 无功为 主， 该 方式 可较好 地 限制 用 电单位 无 功 负荷 。优 点 ： 电 设备 运行 时， 用 无功 补偿 投 入 ， 电设备 停运 时， 偿设备 也 退出， 用 补 且不 需频 繁调整 补偿 容量 。具有 投 资 少 、 占位 小 、安 装 容 易 、配 置 方 便 灵 活 ，维 护 简 单 、 事 故 率 低 等 。 （） ２ 随器补偿 。它是将 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 功的补 偿方 式 。配 变在轻 载或 空载 时的无 功负荷 主 要 是变压 器 的空载励磁 无 功， 配变 空载 无功 是用 电单位无 功负荷 的主 要部 分， 对 轻 负载 的配变 ， 这部 分损 耗 占供 电量 的 比例 很大 ， 而 导致 电费 单价 的增 从 加 。优 点 ： 接线 简单 、维 护 管理 方便 、能有 效地 补 偿配 变 空载 无功，限制农 网无 功基荷 ， 使该部 分无 功就地 平衡， 从而 提高配 变利 用率， 降低 无功 网损， 具 有 较高 的经 济 性， 也是 目前 补偿 无 功最 有 效 的方法 。 （） ３ 跟踪 补偿 。它是 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 用户 ０ ４ ｖ母线上 的补 偿方 式 。适 用于 Ｉ Ｏ Ｖ ．ｋ Ｏ ｋ Ａ以上 的专用 配 变 用户 ， 以替 代 随机 、 随器 两种 补 偿方 式， 效 果好 。优点 ： 可 且 运行 方 式灵 活 ， 行维 护工 作 量小 ， 运 比前两 种补 偿 方式 寿命 相 对延 长 、运行 更可 靠 。缺 点 ： 制保 护 装 置复 杂 、 首期 投 资较 大 。 当这三 种 补偿 方 式 的经 济 性接 近 控 时， 应优 先选 用 跟 踪补 偿 方式 。 ５补偿 窖 量 选择
浅析供电企业降低线损与低压配电网功率因数的关系
在电力网的运行 中， 我们所希望 的是功率 综上所述 ， 我们知道了影响电力系统功率 补偿方式。 因数越大越好， 如能做到这一点 ， 则电路 中的视 因数的一些主要 因素 ，因此我们要寻求一些行 ２ 采取适 当措施 ， ． ２ 设法提高系统 自 然功率 在功率将大部分用来供给有功功率，以减少无 之有效 的、能够使低压 电力网功率因数提高的 因数 功功率的消耗 。 用户功率 因数的高低 ， 于电力 一些实用方法，使低压 网能够实现无功的就地 对 提高 自 然功率因数是在不添置任何补偿设 系统 发、 、 电设备 的充分利用 ， 供 用 有着 显著的 平衡， 达到降损节能的效果 。 备 ，采用降低各用电设备所需的无功功率减少 影响。这更符合我们所提倡的为 广大用户优质 ２ 低压网无功补偿 的一般方法 负 载取用 无功来 提高工 矿企业 功率因数 的方 服务的大原则。所 以说提高配 电网的功率因数 ２ 无功补偿常用的三种方法 ． １ 法， 它不需要增加投资 ， 是最经济的提高功率因
Ｑ ｏ时， ＝ 则其力率 ＝ 。因此提高功率 因数问题 峰荷 。 １ 的实质就是减少用 电设备的无功功率需要量 。 随机补偿的优点是 ： 用电设备运行时， 无功 １ 异步电动 机和电力变压器是耗用 无功 补偿投入 ， 电设备停运时 ， ． １ 用 补偿设备也退出 ， 功率的主要设备 而且不需频繁调整补偿容量 。 具有投资少 、 占位 户侧计量点后 的用 电情况在没有影响配电网稳 定运行 、没有对供电企业造成 电能损失 的情况 下， 作为供电企业不应对用户进行过多的干预 ， 但随着优质服务的开展 以及共电服务 向用户侧
异步 电动 机的定子与转 子问 的气 隙是决 小、 安装容易、 配置方便灵活 ， 维护简单 、 事故率 的延伸 ， 电企业向用户提供必要的指导和监 供 定异步电动机需要较多无功的主要 因素 。而异 低等。 督也越来越成一种为用户服务的发展趋势。对 步电动机所耗用的无功功率是由其空载时 的无 ２１ 随器补偿 （ ．２ ． 也称柱上变压器无功补偿 用电设备进行人工补偿 的方式有： 功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所 器 ） ３ 静电电容器补偿 ． １ 组成。所 以要改善异步电动机的功率因数就要 随器补偿是指将低压电容器通过低压保 险 当企业感性 负载 比较多时，它们从供 电系 防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率 。 接在配电变压器二次侧 ，以补偿配电变压器空 统吸取的无功是滞后（ 负值 ） 功率 ， 如果用一组 Ｉ 供电电压超 出规定范围也会对功率 因 载无功的补偿方式 。配变在轻载或空载时 的无 电容器和感性负载并联 ，电容需要的无功功率 ． ２ 数造成很大的影响 功负荷主要是变压器的空载励磁无功 ， 配变空 是引前（ 正值 ） 功率 ， 果电容 ｃ选得合适 ， 如 令 在供 电企业配电运行 管理中有 一种错误 载无功是配电网无功负荷的主要部分 ， 对于轻 Ｑ ＋ Ｌ ０ 这 时企业 已不需 向供 电系统吸取无 ＣＱ＝， 的认识，即对一个台区而言当线路末端 电压偏 负载的配变而言，这部分损耗 占 电量的比例 功功率 ， 因数为 １达到最佳值。 供 功率 ， 低时，运行人员往往通过调节变压器分接头提 很大 ，对于供 电局局供变压器这部分损耗加大 ３ ．确定电容器补偿容量 ．１ １ 高变压器二次电压 ， 其实这种方法是错误的 ， 它 了配 电网的技术损耗， 而对于用户 自维变压器 ３ ．并联补偿移相电容器 ， ．２ １ 应满足以下 电 造成两方面的不利影 响，一是造成线路首端用 而言这 部分损耗导致用户电费单价 的增加 ， 无 压和容量 的要求 户电压偏高 ，另一方面是造成整个低压台区功 形 中增加了用 户生产成本， 更不 利于电价 的同 ｕｅ ≥Ｕ ． ． ｇ ｃ ｅ 率 因数偏 低 ，因为 当供 电电压 高于 额定值 的 网同价。 ｎ ｇ ≥Ｏ Ｑ． ｃ ｃ １％ ， ０ 时 由于磁路饱和 的影响 ， 无功功率将增 长 随器补偿的优点 ：接线简单 、维护管理方 式中 ｕ． ｅ 一电容器的额定 电压（ ｖ ｃ Ｋ ） 得很快。 据有关 资料统计 ， 当供电电压为额定值 便、 能有效地补偿配变空载无功 ， 限制配网无功 ｕｃ 辱 一电容器的工作电压（ ｖ Ｋ） 的 １０ １％时， 一般工 厂的无 功将增加 ３ ％左右。 基荷， ５ 使该部分无功就地平衡 ， 从而提高配变利 ｎ —并联的电容器总数 但当供电电压低于额定值时 ，无功功率也相应 用率 ， 降低无功网损 ， 具有较 高的经 济性 ， 目 是 Ｑ． ｇ 一电容器的工作容量（ Ｖ ｒ ｃ Ｋ ａ） 减少而使它们 的功率因数有所提高。而供电 电 前补偿无功最有效的手段之一。 Ｑ 一 电容器的补偿容量（Ｖ ｒ ｃ Ｋ ａ ） 压降低会影响电气设备的正常工作 。 以， 所 这时 ２ ．跟踪补偿 ．３ １ ３ 动态无功功率补偿 ． ２ 为保证功率因数不降低应当适 当考虑采取其 他 跟踪补偿是指以无功补偿 投切装置作为控 动态无功 功率补 偿一般 应用 于用电容量 措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定 ， 制保 护装置 ，将低 压电容 器组补偿 在大用户 大 、生产过程其 负载急剧变化且具有重复冲击 例如进行台区改造 ，合理的分配台区内的负荷 ０ ｋ 母线上 的补偿方式 。 ．ｖ ４ 适用于 １０Ｖ ０ｋ Ａ以上 性的大型钢铁企业 。这种波动频繁 、 、 急剧 幅值 密度、 加大导线截面、 缩短供 电半径。 的专用配变用户 ， 以替代 随机 、 可 随器两种补偿 很大的动态无功功率 ，采用调相机或固定 电容 １ － 回 ３电ｆ频率 的波动也会对异步 电机和变 方式 ， 补偿效果好 。 器进行补偿已远远满足不了要求 ，目前一般采 压器 的磁化无功功率造成—定的影 响 ，由于 电 跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维 用的新型动态无功功率补偿设备是静止无功补 网的频率对于供电局这级配电网而言 ，不可能 护工作量小 ， 比前两种补偿方式寿命相对延长、 偿器 。它具有稳定系统电压 、改善 电网运行性 人为 的对其进行控制 和影响 ， 以关于电网频 运行更可靠。 所 但缺点是控制保护装置复杂 、 维护 能、 动态补偿 反应迅速 、 调节性 能优越等优点 。 率和功率因数 的关 系这里 就不过多 的进行 赘 技术要求比较高、 首期投资相对较大 。 当这三 但最 明显的缺点是投资大 、 但 设备体积大 、 占地面 述。 种补偿方式 的经济性接近时 ，应优先选用跟踪 积大 。
浅谈低压电网无功补偿与优化
关键 词 ： 功补 偿 ； 功 优 化 ； 无 无 电压 质 量
中图分 类号 ： ＴＭ７
１ 无 功 补 偿 的 基 本原 理
文献标识码 ： Ａ 它是 目前 国内 比较普遍采 用 的一种 方式 ， 它是 在 配 电 变压 器 ３ ０ ８Ｖ侧进行 集中补偿 ， 其主要 目的是提高专用变压
图 １ 无 功 功 率 补 偿 原 理 图
低压 补偿 装置安装地点分散 、 数量 大 ， 运行 维护是补偿
工 程 需 要 重 点 考 虑 的 问题 ．
Ｓ 为功率因数改善前 的视 在功率 １ Ｓ 为功率 因数改善后 的视 在功率 ２ 现有 的低压配 电网无功 补偿 主要 有变 电站集 中补 偿 ， 低压集 中补偿 ， 杆上无功 补偿 和用户 终端 补偿 也称 负荷补
重载情况下补偿度一般不能达到 ０ ９ ． ．５ 图 ３ 节点 ｉ 的负荷功率阻抗矩示意图 ２ ２ 无 功补偿选点 的步骤 ．
（） ４ 用户终端 的无功功率补偿 当无功功率系统处 于独 立工 作状 态 时 ， 偿点 的选 择 补 直接影响到补偿效果 ． 尤其在 长距离线 路上进行 集 中补偿． 为了保 证补偿效果 ， 往往在一条 线路上 安装多 台补偿设备． 对 于低压 配电网来说 ， 其符合一般均 匀分 布 ， 位置有三 种 其 情况． １单点补偿 ） 在无功符合沿线均匀分布 的条件下 ， 对单 点补偿 而言 ， 补偿地点应装设在距线路首端为线 路全长 的 ２ ３补偿容量 ／， 为全线所需无功容量 的 ２ ３ 线损下 降值最 大． ＡＰ／ ／， 为 ＡＰ１
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第 ２ 卷 第 ３期 ７
２００７年 ６月
文 章 编 号 ：０ ６５ ４ （ Ｏ７ Ｏ 一０ ８Ｏ １０— ３２ ２ ０ ） ３Ｏ ４ 一３
浅谈配电系统功率因数的提高
浅谈配电系统功率因数的提高发布时间：2021-09-07T15:10:17.877Z 来源：《中国电业》2021年第12期作者：袁东风[导读] 本文通过对功率因数的分析比较，探讨配电系统无功功率补偿。
袁东风黑龙江省大庆市第五采油厂 163513摘要：本文通过对功率因数的分析比较，探讨配电系统无功功率补偿。
关键词：提高功率因数无功功率补偿当前，在我们生产和生活中使用的电器设备有较多的电感性设备。
再加上其他各种因素都会造成配电系统的无功功率消耗增大，功率因数下降。
而功率因数是反映电力用户用电设备合理使用情况、电能利用程度和用电管理水平的一项重要指标。
因此规定高压供电的用户必须保证功率因数在0.9以上，其它用户保证功率因数在0.85以上。
为此，电力用户必须用无功补偿设备补偿用电设备所需的无功功率，提高系统的功率因数。
1、提高功率因数的重要性假设用电单位有一台800KV A的变压器，最大负荷：PS=1000KW，需用系数KX=0.7，功率因数：cos ?=0.75，各种功率计算如下：有功功率：P=KX*∑PS=0.7*1000=700（KW）无功功率：Q=P*tg ?=700*0.88=616（kvar）视在功率：S=√P2=Q2=√7002+6162=932（KV A）从以上计算结果可以看出，当功率因数在0.75的情况下，800千伏安的变压器是不能满足负荷的正常需要的。
但是，当我们把功率因数提高到0.9时：S=P/cos ?=700/0.9=778（KV A）从计算结果我们可以看出，当把功率因数提高到0.9时，800千伏安的变压器就能够满足负荷的要求。
下面，我们再通过公式P=UI cos ?来讨论这一问题：如电压U=380V，用电负荷P=50KW，功率因数cos ?=0.75。
I= P/cos ?=50*103/（380*0.75）=175（A）当把功率因数提高到0.9时：I= P/cos ?=50*103/（380*0.9）=146（A）以上式的计算结果可以得出，设备功率因数降低，在线路输送同样有功功率时，线路中就会流过更多的电流，使线路中的有功功率损耗增加，功率因数提高后，可以减少输送电流，减少设备的成本提高资源的利用率，减少资源的浪费。
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浅谈低压配电网中的功率因数【摘要】本文集中探讨了功率因数对广大供电企业的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，介绍了影响功率因数的主要因素和提高功率因数的一般方法，讨论了如何确定无功功率的补偿容量和应用人工补偿无功功率的两种具体方式。
?【关键词】功率因数；补偿；消耗?在电力系统中，我们将各种设备所消耗的能量分为有功消耗和无功消耗。
有功消耗是指电流通过电阻性负载所消耗的电能，它是一种能量转变中做功消耗的电能；无功消耗是指电流通过感性或容性负载时产生了磁场、电场，这些磁场、电场只在电源和负载之间往返转换，在交换中不能转变成其它形式的能量。
视在功率是指有功损耗和无功损耗的平方和的平方根值。
功率因数是指电力网中线路的视在功率供给有功功率的消耗所占百分数。
?在电力网的运行中，我们所希望的是功率因数越大越好，否则将产生以下我们所不期望的不良影响：功率因数的降低导致电流增大，则发电机和变压能输出的有功功率下降，设备容量不能充分利用；使电能损耗和导线截面增加，电网的初期投资和运行费用相应增高；使发电机、变压器和电力网中的电压损失增大，电动机的端电压下降，则感应电动机的起动传矩和过负荷能力下降。
用户功率因数的高低，对于电力系统发、供、用电设备的充分利用，有着显着的影响。
适当提高用户的功率因数，不但可以充分的发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量，而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。
因此，对于广大供电企业、特别是对现阶段全国性的一些改造后的农村电网来说，若能有效的搞好低压补偿，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，改善提高用户功率因数，而且能够有效地降低电能损失，减少用户电费。
其社会效益及经济效益都会是非常显着的。
?一、影响功率因数的主要因素?首先我们来了解功率因数产生的主要原因。
功率因数的产生主要是因为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一定时，如减少无功功率Q，则功率因数便能够提高。
在极端情况下，当Q=0时，则其功率因数=1。
因此提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。
?1. 异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备?异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。
而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。
所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。
?变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率，它和负载率的大小无关。
因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。
?2. 供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响?当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时，一般工厂的无功将增加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的功率因数有所提高。
但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。
所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。
?3. 电网频率的波动也会对异步电机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响?综上所述，我们知道了影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此我们要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法，使低压网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。
?二、低压配电网无功补偿的一般方法?就目前普遍使用的在用户端增设电容器的无功补偿方式分析，按补偿电容器在供电网络中装设的位置不同可分为集中补偿、分散补偿、就地补偿和跟踪补偿几种形式。
?集中补偿是指在企业的总降压站或配电室集中安装一批无功补偿装置的做法。
其特征是安装地点为企业的电源进线中心，其作用是补偿大地区（高压）及本企业内部所消耗的无功功率。
此方法也可称为随器补偿。
即：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的补偿方式。
配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是低压电网无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加，不利于电费的同网同价。
?集中补偿具有接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功，限制低压电网无功负荷的优点，可使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，所以集中补偿是目前补偿无功最有效的手段之一。
?分散补偿是指将无功补偿装置分散到分变电所（大型企业）和车间配电室的做法。
其特征是安装地点为电力负荷中心，其作用是补偿小区域或车间所消耗的无功功率。
电压等级通常为10（6）kV及0.66（0.4）kV。
?就地补偿是在负荷旁对其进行电容直接补偿，其特征是无功补偿装置就在所补偿的电动机附近，其作用是仅补偿本台电动机所消耗的无功功率。
电压等级通常为0.66（0.4）kV。
此方法也可称为随机补偿，即：将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。
随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗，以补励磁无功为主，此种方式可较好地限制低压电网无功负荷。
?就地补偿的特点体现在用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，而且不需频繁调整补偿容量。
此种补偿方式具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活，维护简单、事故率低等优点。
?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用户0.4kV母线上的补偿方式。
适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果较好。
?跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。
但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。
因此当这三种补偿方式的经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式。
三、采取适当措施，设法提高系统自然功率因数?提高自然功率因数是在不添置任何补偿设备，采用降低各用电设备所需的无功功率，减少负载取用无功来提高工矿企业功率因数的方法，它不需要增加投资，是最经济的提高功率因数的方法。
下面将对提高自然功率因数的措施作一些简要的介绍。
?1. 合理使用电动机?合理选用电动机的型号、规格和容量，使其接近满载运行。
在选择电动机时，既要注意它们的机械性能，又要考虑它们的电气指标。
若电动机长期处于低负载下运行，既增大功率损耗，又使功率因数和效率都显着恶化。
故从节约电能和提高功率因数的观点出发，必须正确的合理的选择电动机的容量。
?2. 提高异步电动机的检修质量?实验表明，异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动时对异步电动机无功功率的大小有很大的影响。
?3. 采用同步电动机或异步电动机同步运行提高功率因数?由电机原理知道，同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功取决于转子中的励磁电流大小，在欠激状态时，定子绕组向电网“吸取”无功，在过激状态时，定子绕组向电网“送出”无功。
因此，只要调节电机的励磁电流，使其处于过激状态，就可以使同步电机向电网“送出”无功功率，减少电网输送给工矿企业的无功功率，从而提高了工矿企业的功率因数。
异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行，这就是“异步电动机同步化”。
因而只要调节电机的直流励磁电流，使其呈过激状态，即能向电网输出无功，从而达到提高低压网功率因数的目的。
?4. 合理选择配电变压器容量，改善配电变压器的运行方式?对负载率比较低的配电变压器，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。
?通过以上一些提高加权平均功率因数和自然功率因数的叙述，我们已经对“功率因数”这个简单的电力术语有了更深的了解和认识，知道了功率因数的提高对电力企业的重要影响，下面简单介绍对用电设备进行人工补偿的方式和对补偿容量的确定方法。
?四、功率因数的人工补偿?功率因数是工厂电器设备使用状况和利用程度的具有代表性的重要指标，也是保证电网安全、经济运行的一项主要指标。
供电企业仅仅依靠提高自然功率因数的办法已经不能满足工厂对功率因数的要求，工厂自身还需装设补偿装置，对功率因数进行人工补偿。
对用电设备进行人工补偿的方式有：?1. 静电电容器补偿?当企业感性负载比较多时，它们从供电系统吸取的无功是滞后（负值）功率，如果用一组电容器和感性负载并联，电容需要的无功功率是引前（正值）功率，如果电容C选得合适，令QC+QL=0，这时企业已不需向供电系统吸取无功功率，功率因数为1，达到最佳值。
?（1）电容器补偿容量的确定?（2 ）并联补偿移相电容器，应满足以下电压和容量的要求?2. 动态无功功率补偿?动态无功功率补偿一般应用于用电容量大、生产过程中负载急剧变化且具有重复冲击性的大型钢铁企业。
这种波动频繁、急剧、幅值很大的动态无功功率，采用调相机或固定电容器进行补偿已远远满足不了要求，目前一般采用的新型动态无功功率补偿设备是静止无功补偿器。
它具有稳定系统电压、改善电网运行性能、动态补偿反应迅速、调节性能优越等优点。
但最明显的缺点是投资大、设备体积大、占地面积大。
?五、结束语?以上是对浅谈低压配电网中的功率因数的肤浅见解，不足之处敬请赐教。