无功补偿与节电

无功补偿与节电
现在,国内节电市场方兴未艾,国外的,合资的,国产的各种节电器也在市场上纷纷亮相,可是针对广大用户的有关节电的宣传却相对滞后,人们好多模糊的的概念得不到正面的引导,错误的观念也得不到正面解释与纠正.
就拿现在的电力无功补偿节电器来讲吧.有些地方的报导或者有些用户说只不过是些电容器（其实这些电容器不是用户想象的普通电容器）,根本没有节电效果...都是骗人的...有些说根本就是偷电.....等等，其实也难怪他们，因为他们不懂得无功就地补偿这个很专业的技术，科学的发展，只有我们大家想不到的，没有科学技术做不到的，在武侠小说里虚构的“隔山打牛”，在我们医学领域里的消除结石不就体现了吗？在古代里形容“快如飞日行千里”在我们生活中飞机不是体现了很多年了吗？诸多的在老百姓心目中的不可能而有绝对性的东西我们举不胜举……
那应该如何解释这个节电的问题呢?先让我们来了解一下什么是无功功率补偿.：
无功电源同有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的部分。

在电力系统中应保持无功平衡，否则，将会使系统电压降低．设备损坏．功率因数下下降，严重时，会引起电压崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故。

因此，解决电网的无功容量不足，增装无功补偿设备，提高网络的功率因数，对电网的降损节电，安全可靠运行有着极为重要的意义。

当电网需要增设的确定后，即应按照“全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡”的总原则，进行合理的配置，以便取得最大的综合补偿效益。

具体要求是：既要满足全区（地区或县）的无功功率平衡，还要满足分区（供电区）．分站（变电站）的无功平衡，尽可能地使长距离输送的无功量小，最大限度地减少功率及电能损耗。

集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主。

既要在变电站进行集中补偿，又要在配电线路及部分用户进行分散补偿，但大部分补偿设备应配置在配电网络中，以实现就地就近补偿。

电力部门补偿与用户补偿相结合。

据统计分析，无功功率大约有50％消耗在用户方面，剩下的约50％左右消耗在电力网的损耗上。

因此，电力部门与用户共同进行补偿是适宜的。

降损与调压相结合，以降损为主。

1.同步发电机
同步发电机既是有功电源，又是无功的主要电源。

一般中．小型发电机的额定功率因数为0.80－0.85，即每供给万kw的有功功率，同时还供给7.5-6.2万kw的无功功率，如果发电机的有功输出未满载，在保证发电机的电压为额定电压，并且定转子电流不超过额定值的条件下，发电机的无功出力还可以适当增加。

2.输电线路的充电功率
架空线路的导线是平行排列的。

导线之间形成电容，当电压加在输电线上时，线路便产生充电电流。

即使线路不接负载，也有电容电流流过。

由于电容电流的存在，运行中的输电线路将产生充电功率，影响沿线路各点的电压，输电功率和功率因数。

因此，分析电力网的运行情时，必须计算线路的电容和充电功率。

3.并联电容器
并联电容器（又称移相电容器）是一种无功电源，他的主要用余是补偿电力网中感性负荷需要的无功，提高网络的功率因数，并兼有调压的辅助作用。

并联电容器补偿的联结方式分为单相．三相星形．三相三角形三种。

在实际接电中，为了满足补偿容量的需要，往往采用多台电容器并联或串联组成电容器组，若每台电容器的容量均为C0，则由m组并联，由n台串联组成的电容器组总容量为：
C＝m/n* C0
并联电容器发出的无功功率与电压平方成正比，当电网传输的无功较大，补偿点的电压偏低，需要大量无功使电压恢复时，电容器发出的无功反而随电压的下降成平方关系减小，促使电压更趋于下降。

相反，当补偿点电压偏高，需要减少无功时，电容器随电压升高而增发无功，又促使电压升高。

电容器这种无功特性满足不了电网调压要求，为此，常用带负荷调压变压器与并联电容补偿配合使用的运行方式。

如果没有带负荷调压装置，一般是将电容器组分成若干组，实行分组投切。

当电网电压降低或负荷功率因数减少时，投入部分电容器组；反之，则切除部分电容器组。

并联电容器由于具有设备简单．安装和维护方便．本身损耗低．节电效果显著等优点，在电力网的无功补偿中得到广泛的应用。

4.同期调相机
同期调相机实质上是和中空载运行的同步电动机，既是一种专用的无功功率发电机，他不带任何机械负载，仅从电网上吸收少量的有功功率以供给本身的损耗。

调相机的主要用途是发出无功功率，提高电网功率因数，改善电压质量，提高电力系统运行的稳定性。

由于调相机容量较大，只能集中使用，一般装于大型的枢纽变电站内。

5.无功静止补偿装置
无功静止之补偿装置（静止补偿器），是一种技术先进．调节性能好的动态无功功率补偿设备。

主要由并联电容器组．可调饱和电抗器以及检测与控制系统三部分组成。

静止补偿器兼有电容器和调相机二者的优点，既可在几个周波内快速完成调节，保持网络电压稳定，增强系统的稳定性。

静止补偿装置主要用于：
具有冲击性负荷的大型工业用户。

在高压．超高压远距离输电线路末端，用于解决电压稳定问题。

用于电网内的集中调压措施。

6.同步电动机的调相运行
同步电机调相运行是一种特殊的运行方式，即发电机不发有功，只发无功。

主要作用是补偿电网的无功不足。

7.同步电动机进相运行
同步电动机是一种无功补偿设备，主要带机械负荷。

它有两种运行方式：迟相运行（欠励磁运行，功率因数滞后），从电网吸收无功；进相运行（过励磁运行，功率因数超前），向电网输送无功。

同步电动机造价较贵，维护较复杂，只有大容量时才采用。

8.异步电动机的同步化运行
一般的绕线式异步电动机，可以改为同步化运行，向电网提供无功。

其无功出力可以达到其额定有功功率的80％以上。

但改造费较高，不经济，有功损耗增加，运行稳定性较差。

二．无功负荷
电动机的无功损耗
异步电动机的无功损耗包括两部分：一部分是建立旋转磁场所需要的空载无功功率，约占时机额定无功功率的60％－70％，其大小主要与容量有关；另一部分是带负荷时在绕组漏抗中消耗的无功功率，他与电动机受载系数（负载率）的平方成正比，负载率越小，功率因数越低。

异步电动机所消耗的无功功率可按下式计算：
Q=Q0+( Qn -Q0)(P/Pn)2=Q0+(Qn-Q0) β2
式中Q――电动机所消耗的无功功率，kwar;
Q0――电动机空载无功功率，kwar;
Qn――电动机额定无功功率，kwar;
Pn――电动机额定有功功率，kw; P――电动机实际负载功率，kw; β――电动机的负载率。