无功补偿究竟能节省多少电能的实例

无功补偿究竟能节省多少电能的实例

作者樊献民2009年6月

A.什么是无功功率？

为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率。

无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就需要无功功率。无功电能是交流电应用中必不可少的电能，但是，即非无用功率，它的主要作用就是作能量的转换工作，就是把电能转换为磁场能，然后将磁场能再转换为机械能，也就是电动机的工作原理。变压器是将电能转换为磁场能，再是将磁场能转换成电能。虽然，它只是起到了一个能量转换的作用，但是，这个能也有电流，往返在供电线路上，虽然，它是不消耗功率，但是，作用很大，而且是必须要用到的，所以，将这个能称之为无功电能，这个功率，就称之为无功功率。

也可以这样解释；为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率。

B .什么是功率因数？

如果你知道什么是无功功率，那么，你也知道，无功功率并不是无用之功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运行。除负荷需要无功外，线路电感、变压器电感等也需要。在电力系统中，无功电源有：同步发电机、同步调相机、电容器、电缆及架空线路电容，静止补偿装置等，而主要无功负荷有：变压器、输电线路、异步

电动机、并联电抗器。一般终端用户电压多称之为低压电路的，特别是工厂的动力用电，它属于电感性电器，用户电感性电器设备需要大量的无功功率，这是必然的。

C .交流电在电能输送中的二种功率；

交流电力系统的运行，需要两部分能量，一部分电能用于做功被消耗，它们转化为热能、光能、机械能或化学能等，称为有功功率，另一部分能量用来建立磁场，作为交换能量使用，对外部电路并未做功，它们由电能转换为磁场能，再由磁场能转换为电能，周而复始，并未消耗，这部分能量称为无功功率。

在交流电路的电力输送过程中，又因为，导线的输送电能的截面积有限，给设备供给的电流一方面是有功功率的电流，另一方面还需要供给无功功率的电流，才能保证感性设备的正常运行。

这个只起到能量转换作用的、又不可缺少的、该死的又不该死的无功电流，往返在线路上，占去输电导线一定的有功功率输送的能量。如如果，让既有的导线截面腾出足够的空间，给有功电流顺畅去做功，可以减少电压降，无功功率的电流能在设备附近补偿，那么，输电线路上让出无功电流的输送能量，也就是减轻导线的电流负载，导线的电流小了，线路的损失也就是减少。这也就是无功补偿的主要作用。就地补偿更好。

D .交流电的三角功率的关系

功率因数又是有功功率P和视在功率S的比值，称为力率或功率因数。

P=S·cosϕ=U Icosϕ Q= S·sinϕ=U Isinϕ S=U I

负荷视在功率为S，有功功率为P，无功功率为Q，电压有效值为U，电

则功率三角形如图1-3 图中：

无功功率为乏

ϕ

称为力率角或

数角，cosϕ表示

图1-3 功率三角形

在感性电路中，电流落后于电压，ϕ>0，Q为正值，而在容性电路中，电流超前于电压，ϕ<0，Q为负值。

E .无功补偿究竟能节省多少电能？

我们来看二份现场报告，全文如下；

第一份；关于二分厂安装就地补偿电容柜的理论数据报告

某总你好；

关于二分厂安装就地补偿电容柜，可以解决目前面临的节能减排问题和其他几个问题；

1 ）原有的供电线路负载电流过大，线路温度过高，线路损失偏大等的现实问题，本应尽早解决，由于原因种种一拖再拖，乘这次东风，建议立刻实施解决。

2 ）究竟通过安装无功补偿电容柜后，能节省多少电能？一台80-96KVAR 就地补偿电容柜，大约6千元，其他技术数据分析报告如下；

因为，目前，二分厂可以做该项用电比较记录的只有钣金车间西北电柜，它现场有电表，配电房也有一只独立的电表，因此，对该电柜作了半个月跟踪记录分析，以便安装补偿电容柜后，究竟能节省多少电能做个对比。，

根据现场情况测试记录分析；钣金车间西北电柜，线路长度为315M，目前使用电流为150-220A平均为185A左右，测得电压为370—375V，配电房电压为395V左右，电压损失为20-25V，理论计算电压损失为22V，理论线路功率损失为5.6KW×15小时/天，等于84KWH/天，一年安5000小时计算为28000KWH（度），通过实际记录计算，76-82度/天线损，事实证明钣金车间西北电柜线路损失和理论计算结果是基本相符。如果安装就地补偿电容柜6×16KVAR=96KVAR, 电容全部投入运行电流大约为90A个左右，可以使原有电流降至为140A左右，可使电压损失降为16.6V，可使功率损失降为3.2KW，可使年电能损失降为16000（度），相比，全年可以节省12000 KWH（度），也等于该条线每小时减少损失2.4度左右。

特此报告，请批准实施

设备科 2009年3月第二份；二分厂电容柜安装后的实际效果总结报告

某总你好；

关于二厂就地补偿电容柜安装后，实际运行情况比预想效果要好的多。

电容柜安装前，测得电流为150-220A平均为185A左右，现场电压370—375V，配电房电压为395V左右，电压损失为20-25V，理论计算电压损失为22V，理论线路功率损失为5.6KW×15小时/天，等于84度/天，一年安5000小时计算为28000（度），通过半个月的实际记录计算，用电量在1050度/日左右时，实际线路损失80度/每天左右。

电容柜安装后测得；电容不投入时，现场电柜版面显示，电流在150-220A，平均电流在185A，电压在370-375V，功率因数在0.4附近，这

时配电房电压为395V；电容器投入后，功率因数提高到约0.9左右，效果十分明显，电流下降至140A左右，有效补偿转换电流50A左右，电压提高为375-380V,按照配电房电度表计量与现场电度表计量的10天跟踪记录计算，用电量在1050度/日左右时，线路损失电度在32度/天左右，等于实际比原来每天节约了48度电左右。全年就这条线之少节约14000度电。

就地补偿电容柜的安装，现在可以确定能解决以下问题；

①安全生产方面；电缆线的电流减轻1/3-2/5，使得电缆线线温明显降低，一直担心电缆线的温度问题，可以松口气。

②生产成本方面；原来电缆线过载运行，线路损失太大，给生产成本造成影响。

③节能减排方面；减少了线路上的无功电流，使得线路最大有效的输送有功电流，降低了线路的功率损失，节约了能源。

目前，已经确定，该条315米，95㎟的铜芯电缆线线，负载情况一般，安装就地电容补偿能够节约1.5万度电/年左右。

因此，安装就地电容补偿，大有节能减排的实质性意义，和经济意义。

为此，建议将另外几条线路也立即增加安装就地补偿电容柜，望公司领导大力鼓励和积极支持。深入做好本公司的节能降耗工作。

特此报告，请公司有关领导随时实地现场考察

设备部； 2009年5月A.上面二份报告，前一份是理论计算与检测，后一份是证实安装就地补偿电容后，提高了供电质量，可以减少线路损失，减少末端电压的降低，是节能减排的实质性意义，同时也给整个电力系统带来经济意义，也是电力