无功补偿及电能计算
变电所负荷计算和无功补偿的计算
变电所负荷计算和无功补偿的计算1 计算负荷的方法及负荷计算法的确定由于用电设备组并不一定同时运行，即使同时运行，也并不一定都能达到额定容量。
另外，各用电设备的工作制也不一样，有连续、短时、断续周期之分。
在设计时，如果简单地把各用电设备的额定容量加起来，作为选择导线截面和电气设备容量的依据，选择过大会使设备欠载，造成投资和有色金属的浪费；选择过小则会使设备过载运行，出现过热，导致绝缘老化甚至损坏，影响导线或电气设备的安全运行，严重时会造成火灾事故。
为避免这种情况的发生，设计时，应用计算负荷选择导线和电气设备。
计算负荷又称需要负荷或最大负荷。
计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。
在供电设计中，通常采用半小时的最大平均值作为按发热条件选择电气设备和导体的依据。
用半小时最大负荷来表示其有功计算负荷，而无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流则分别表示为、和。
我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。
由于需要系数法的优点是简便，适用于全产和车间变电所负荷的计算，因此本设计变电所的负荷的计算采用需要系数法。
2 需要系数法的基本知识(1).需要系数需要系数是用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值，即=/=/ 式(1)用电设备组的设备容量，是指用电设备组所有设备（不含备用设备）的额定容量之和，即=。
而设备的额定容量，是设备在额定条件下的最大输出功率。
但是用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不一定都满负荷，同时设备本身和配电线路都有功率损耗，因此用电设备组的需要系数为=/式(2)式中代表设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与30P 30Q 30S 30I dK d K max P e P 30P eP eP NK e P ∑NP dK K ∑LK e WLηηK ∑全部设备容量之比;代表设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量之比；代表设备组的平均效率；代表配电线路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率与首段功率之比。
无功补偿节能技术
无功补偿节能技术电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。
在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性电抗所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。
无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的降损节能措施。
电网中常用的无功补偿方式包括：①集中补偿：在高低压配电线路中安装并联电容器组；②分组补偿：在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；③单台电动机就地补偿：在单台电动机处安装并联电容器等。
加装无功补偿设备，不仅可使功率消耗减小，功率因数提高，还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。
确定无功补偿容量时，应注意以下两点：①在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功造成功率损耗增加，也是不经济的。
②功率因数越高，每千乏补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高到0.95就是合理补偿。
无功补偿具有显著优点：◎改善电能质量电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。
合理安装补偿设备可以改善电压质量。
负荷(P+JQ)电压损失ΔU简化计算如下：ΔU=(PR+QX)/U(1)式中 U-线路额定电压，kV P-输送的有功功率，kW Q-输送的无功功率，kvar R-线路电阻，Ω X-线路电抗，Ω安装补偿设备容量Qc后，线路电压降为ΔU1，计算如下：ΔU1=[PR＋(Q－Qc)X]/U(2)很明显，ΔU1＜ΔU，即安装补偿电容后电压损失减小了。
由式(1)、(2)可得出接入无功补偿容量Qc后电压升高计算如下：ΔU-ΔU1=QcX/U(3)由于越靠近线路末端，线路的电抗X越大，因此从(3)式可以看出，越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。
◎降低电能损耗安装无功补偿主要是为了降损节能，如输送的有功P为定值，加装无功补偿设备后功率因数由cosφ提高到cosφ1，因为P＝UIcosφ，负荷电流I与cosφ成反比，又由于P＝I2R，线路的有功损失与电流I的平方成正比。
负荷计算及无功补偿
8
在计算补偿用电力电容器容量和个数时，应考虑 实际运行电压可能与额定电压不同，电容器能补偿的 到实际运行电压可能与额定电压不同，电容器能补偿的 实际容量将低于额定容量，此时需对额定容量作修正： U 2 Qe = QN ( ) UN
4
2.4.6.2 功率因数对供电系统的影响 （1）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电 气元件，容量增大，从而使工厂内部的启动控制设备、 测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。 测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。 （2）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能 损耗。 损耗。 （3）线路的电压损耗增大。影响负荷端的异步电动机 线路的电压损耗增大。影响负荷端的异步电动机 及其它用电设备的正常运行。 （4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用。
人工补偿无功功率的方法主要有以下三种： • • • 并联电容器补偿 同步电动机补偿 动态无功功率补偿
7
用静电电容器（或称移相电容器、电力电容器） 用静电电容器（或称移相电容器、电力电容器） 作无功补偿以提高功率因数，是目前工业企业内广泛 作无功补偿以提高功率因数，是目前工业企业内广泛 应用的一种补偿装置。 应用的一种补偿装置。 电力电容器的补偿容量可用下式确定 Qc=Pav（tanϕ1-tanϕ2）=αPca（tanϕ1-tanϕ2）
瞬时功率因数值代表某一瞬间状态的无功功率的 变化情况。 变化情况。
1
（2）平均功率因数 平均功率因数指某一规定时间内，功率因数的平 均值。其计算公式为 1 Wa cosϕwm = = 2 2
无功补偿及计算
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。
无功补偿的合理配置原则,从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。
为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。
(1 ) 总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。
(2) 电力部门补偿与用户补偿相结合。
在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%～60%，其余的无功功率消耗在配电网中。
因此，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，所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。
(3) 分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。
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，指在配电网络中分散的负荷区，如配电线路，配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿。
集中补偿，主要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。
但不能降低配电网络的无功损耗。
因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。
所以为了有效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿。
所以，中、低压配电网应以分散补偿为主。
(4) 降损与调压相结合，以降损为主。
2、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。
在极端情况下，当Q=0时，则其力率=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。
2. 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。
无功补偿对电能计量与计费的影响与解决方案
无功补偿对电能计量与计费的影响与解决方案随着社会经济的发展和电力使用的增加，能源管理成为一个重要的议题。
电力系统中的无功功率是一种无法利用的功率，但却对电能计量与计费产生了一定的影响。
本文将探讨无功补偿对电能计量与计费的影响，并提供相应的解决方案。
一、无功补偿对电能计量的影响1. 误差产生无功补偿装置的引入改变了电力系统的功率因数，因此会对电能计量产生一定的误差。
传统的电能表通常是基于功率因数为1进行设计的，当电流中存在无功分量时，电能表的测量结果会存在偏差。
2. 计量误差放大在大规模的工业用电中，无功功率的存在会导致计量误差被放大。
这是因为传统的电能计量装置无法直接测量无功功率，而是根据总功率及功率因数计算得出，因此对于存在无功功率的用户而言，实际消耗的电能与计量结果可能存在较大偏差。
二、无功补偿对电能计费的影响1. 不公平计费传统的电能计费方式通常根据用户有功功率进行计价，而忽视了无功功率的影响。
这就导致存在无功功率较高的用户可能实际消耗的电能远远低于计费结果，造成计费不公平。
2. 确定计费方式的困难考虑到无功功率的影响，确定合理的电能计费方式成为一项复杂的任务。
各地区和不同类型的用户可能需要采用不同的计费方式，而且计费方式的确定要考虑到无功补偿装置的存在，以实现公平和有效的电能计费。
三、解决方案1. 电能表升级为了减少无功补偿对电能计量的误差，可以考虑对传统的电能表进行升级。
新一代电能表采用了先进的数字技术，可以直接测量无功功率，并准确计算出实际消耗的电能。
这样可以有效地解决无功补偿对电能计量的影响。
2. 制定合理的计费政策为了解决无功补偿对电能计费的影响，相关部门应制定合理的计费政策。
应考虑到不同用户的需求和无功功率的影响因素，制定相应的计费标准和计费方式，以实现公平的电能计费。
3. 提高用户的能源管理意识除了技术手段之外，提高用户的能源管理意识也是解决问题的关键。
用户应该了解无功补偿对电能计量与计费的影响，并根据自身情况来合理安装和使用无功补偿装置，以减少计量和计费误差。
无功补偿方案
井下无功补偿方案1．供电系统基本情况分析6KV高压从地面变电站经高压铜芯电缆3×50m2—400m送至井下中央变电所，再经高压电缆3×50m2—4940m送至采区变电所，从采区变电所送出多路负荷，其中一路送往掘进工作面的一台移变，额定容量为500KVA，所用电缆为3×50m2—500m。
移变二次侧电压等级均为660V，平均功率因数均为0.5～0.7。
移变到负载采用0.66/1.14KV移动阻燃电缆 3×70m2—1000m。
从上述井下供电系统基本参数可以看出从地面变电站到工作面移变距离比较远，6KV高压电缆长度达到了5840m。
工作面移变二次侧低压线路功率因数较低，且负载距离较远。
负载所需无功功率由地面变电站提供，大量无功电流通过远距离高低压电缆传输，线路压降较大，线路及变压器损耗比较严重。
在移变二次侧安装使用无功补偿装置，可以将负荷所需大部分无功功率就近补偿，使得供电线路中电流下降，系统功率因数提高，从而降低了无功电流损耗，提高了线路端电压，达到稳定电网电压及节能降耗的目的。
2．无功补偿产品安装与选型我公司研制生产的WBB系列矿用隔爆型无功功率自动补偿装置有以下四种型号：WBB-640/1140、WBB-360/660、WBB-320/1140、WBB-180/660。
补偿装置可与煤矿井下供电系统中容量为1250KVA以下的移动变电站或干式变压器并联使用。
在井下主要应用场所为：1）用在井下综采工作面移动变电站二次侧进行集中补偿。
2）用于井下变电所干式变压器二次侧单独补偿。
3）用在掘进、开拓等系统供电变压器二次侧单独补偿。
产品井下安装位置示意图如下：由于移变到负荷距离较远，补偿方式最好采用就地补偿，即将补偿装置安装于用电设备附近，设备运行时所需的无功负荷由补偿装置就地供给，能量交换距离最短，可最大限度降低线路电流。
补偿容量按照变压器额定容量的1/3进行估算，移变二次侧所需无功功率容量为： 500×1/3=167KVar 。
配电网损耗及无功补偿
100%
（9–28）
在电力网的运行管理工作中，用总供电量减去总售电量所 得到的线损电量，称为统计线损电量，对应的线损率称为统计 线损率。
在统计线损电量中，有一部分是在输送和分配电能过程中
无法避免的，是由当时电力网的负荷情况和供电设备的参数决 定的，这部分损耗电量称为技术损耗电量，它可以通过理论计 算得出，所以又称为理论线损电量，对应的线损率称为理论线 损率。
如上所示，若按加权平均气温和式（9-13）计算电能损耗， 就完全计及了气温变化的影响。
由式（9-12）可见，当负荷不变时，Tjq= Tpj 。由于日气温变 化呈单峰型，日负荷变化一般有两个不等的高峰，所以在一昼 夜内或超过一昼夜的周期内，Tpj与 Tjq相当接近，以 Tjq代替Tpj 不会产生较大负误差。
3I
2 sd
Fr0[l1
(1
a)
2
l2
]
T
103
（9–26）
第三节 理论线损计算
一个供电地区或电力网在给定时段（日、月、季、年） 内，输电、变电、配电各环节中所损耗的全部电量（其中包 括分摊的电网损耗电量、电抗器和无功补偿设备等所消耗的 电量以及不明损耗电量等）成为线路损耗电量，简称线损
（9–6）
C 2 l
ln r2 r1
式（9–6）、（9–7）中，
（9–7）
C——电缆的电容，F；
ε——电缆介质的介电常数，F/m； tgδ——电缆介质反复极化损失角的正切值。 上述4类有功功率损耗代表了电力系统有功功率损耗的基本类型。 除此之外，高压线路上和高压电机中还可能产生电晕损耗，这 是比较特殊的一类，是由于到体表面的电场强度过高，致使导 体外部介质粒子电离所造成的有功功率损耗，因而它与导体的 表面场强和空气密度等因素有关。
无功补偿怎么计算
没目标数值怎么计算若以有功负载1KW，功率因数从提高到时，无功补偿电容量：功率因数从提高到时：总功率为1KW，视在功率：S＝P/cosφ＝1/≈(KVA)cosφ1＝sinφ1＝(查函数表得)cosφ2＝sinφ2＝(查函数表得)tanφ＝(查函数表得)Qc＝S(sinφ1－cosφ1×tanφ)＝×－×≈(千乏)电网输出的功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电流超前于电压90℃.而电流在电容元件中作功时,电流滞后电压90℃.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180℃.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理.计算示例例如：某配电的一台1000KVA/400V的变压器，当前变压器满负荷运行时的功率因数cosφ =，现在需要安装动补装置，要求将功率因数提高到，那么补偿装置的容量值多大在负荷不变的前提下安装动补装置后的增容量为多少若电网传输及负载压降按5%计算，其每小时的节电量为多少补偿前补偿装置容量= [sin〔1/〕－sin〔1/〕]×1000=350〔KVAR〕安装动补装置前的视在电流= 1000/〔×√3〕=1443〔A〕安装动补装置前的有功电流= 1443×=1082〔A〕安装动补装置后视在电流降低=1443-1082/=304 〔A〕安装动补装置后的增容量= 304×√3×=211〔KVA〕增容比= 211/1000×100%=21%每小时的节电量〔304 ×400 ×5% ×√3 ×1 〕 /1000=11 (度) 每小时的节电量(度)。
浅议无功补偿对电能计量的影响
参考文献
［ １ ］韩 洪 洲 ．电 能计量 差 异与 无功 补偿 【 Ｊ ］ ．
科技与企业 ， ２ Ｏ １ ２ （ １ ６ ） ．
能量 时，容性 负荷 吸收能量在容性负荷在释放
能量 的 过程 中 ，感 性 负荷 吸收 能 量 ，从 而 更 好
电力电子 ・ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ
浅议无功补偿对 电能计量的影响
文／ 李 志
较 ，在小系统 中无功补偿能够使得三相不平衡 从而产生计量误差 。对于传统的 电磁感应式电
随 着现代 电力技 术 的进 一步 发 展 ，电 力 用 户 对 供 电 电 能 质 量 水平 和用 电可 靠性提 出 了更高更 多的要 求。无 功补偿 在 电力 事业 电流实现平衡。有功 电流的转移往往发生在相 与相之间跨接 的电容或者是相 与相之间跨接的
【 关键 词】无功补偿 电能计量 影响 解决方案
足够的无功功率所造成的。在这种情 况下 ，这 技术和管理两方面的措施 ，利用 电费杠杆进行 些用 电设备的端 电压 就要下降，用 电设备 的正
调 节 ，并 采 用 分 频 技术 分 别计 量 基 波 电能 谐
１ 前 言
对于 交流 电来 说 ，当其通 过纯 电阻 时，
能够 提 高 电压 质 量 ，减 少 电压 损 失 ，从 而 降 低 计 量 产 生 的 影 响 。
电费支出，提高 电力 网传输能力外 ，还会对高
压 计量 和低压计量产生一定 的影响 ，主要变现 在 电能计量的准确性上。
４， Ｊ 、 结
因此 ，需要进行无功补偿。
无 功 补 偿 是 电 力 事 业 发 展 过 程 中 不 可 或
常工作就不能维持在相对额 定的情 况下，进而 波 电能及其方 向。用 户 电费 由三部分构成 ， 即
供电系统电能质量的无功补偿
供电系统电能质量的无功补偿【摘要】电能质量不仅关系着用户用电过程的安全性，还关系着供电系统运行过程的可靠性和稳定性，因此，如何确保供电系统的电能质量已经成为相关领域的研究热点。
为了进一步改善供电系统的电能质量，有必要针对电能质量指标变化的各种原因进行分析，并采用无功补偿方案改善供电系统的电能质量，以实现供电系统稳定性的不断提高。
【关键词】供电系统电能质量无功补偿对于供电系统而言，其电能质量的好坏直接影响着用电的安全性和稳定性。
通常而言，衡量供电系统电能质量的基本指标包括如下两种，即电压与频率，此外，还有其他诸如谐波、三项电压对称与否等相关指标。
一旦这些指标出现异常，将直接导致供电系统电容器、电缆线路发生击穿及损坏，保护装置产生误动作、变压器谐振增加等情况。
因此，对供电系统运行过程进行研究时，不仅要对负荷的分配情况进行考虑，还要对无功功率及有功功率的优化分布进行考虑，同时，还需兼顾供电系统电能质量的相关指标，针对电能质量指标改变的原因进行认真研究，并针对不同情况采取不同措施进行解决，以真正确保供电系统运行过程的安全性和稳定性，从而保障电能能够得到源源不断的供应。
1 供电系统电能质量产生变化的原因分析造成供电系统电能质量发生变化的原因有很多，大致可以分为以下几种。
（1）在供电系统中，发电机的转速决定了电力系统的频率，发电机轴的转矩对应发电机功率，而转矩与转速又存在一定的相关性。
所以，如果供电系统的发电机中功率不平衡时，会影响系统的频率，使频率发生变化。
因此，为了保证供电系统能有稳定的频率，要使有功功率平衡，并且具有一定的容量空间，从而为供电系统提供稳定的电力。
（2）供电系统无功功率的平衡、负荷情况均与系统的电压水平成一定的关系。
设备运行时，无功冲击负荷与感性负荷大量的出现，既有有用功率，也有无用功率，但冲击负荷的无功功率要比正常值大几倍。
供电系统设备的故障、接线方式的不同以及负荷的变化，会增大系统的无功功率或破坏功率的平衡。
无功补偿
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无功补偿原理
正弦波的特征量：
Im
i
i I m sin t
t
Im
特征量:
： 电流幅值（最大值）
： 角频率（弧度/秒）
： 初相角
两种正弦信号的相位关系
同 相 位
i2
2 1
i1
i2
1 2 t i 与 i2同相位 1
1 2 0
低压动态无功补偿装置
共补：
用接触器投切电容器称为MSC。接触器投入过程中，产生非常大 的电流，也就是常说的合闸涌流，实验表明合闸涌流严重时可 达电容器额定电流的50倍。这不仅影响电容器和接触器的使用 寿命，而且对电网造成冲击，影响其它设备的正常工作。其缺 点：涌流大，寿命短，故障多，维修费用高。 用无触点开关投切电容器称为TSC技术。它的平均动态响应时间 ≤10ms，最大20ms,控制器最快响应时间≤20ms，多组投切一次 到位≤40ms。 它投切是无涌流、无噪音、无过压、不怕灰尘、对电网不产生 污染、使用寿命长、可长时间免于维护、电容切除后不必放电 可马上投入等优点。 它彻底解决了快速变化和冲击负荷的补偿，尤其是一次到位的 寻优投切，有效的抑制电压闪变。对于像电焊机、点焊机。轧 钢机、油田抽油机等负载采用传统投切方式无法进行补偿， KFTBBWD型低压无功补偿装置可以圆满解决以上问题。
或
无功补偿与节电
2、增加电网的传输能力，提高设备利用率 由公式可知，在保持S不变时，功率因数提高后，可多输送有功 功率。
P S cos
无功补偿与节电
3、减少设备容量
P S COS
由公式可知，在保持P不变时，功率因数提高后，设备的容量将 减少。 4、改善电压质量
电网无功补偿收益计算公式
电网无功补偿收益计算公式电网无功补偿是指在电力系统中，通过无功功率补偿装置来实现电网的无功功率补偿，从而提高电网的功率因数，减小无功功率损耗，改善电网的稳定性和可靠性。
在实际应用中，电网无功补偿不仅可以改善电网的运行质量，还可以为用户节约电能，降低电能消耗成本。
因此，电网无功补偿收益计算公式对于电力系统的运行和管理具有重要意义。
电网无功补偿收益计算公式可以用来评估电网无功补偿装置的经济效益，为电力系统的运行和管理提供科学依据。
一般来说，电网无功补偿收益可以通过以下公式进行计算：电网无功补偿收益 = 无功功率补偿量×电网电压×无功功率补偿装置的效率×电能价格。
其中，无功功率补偿量是指无功功率补偿装置实际提供的无功功率补偿量，通常以千乏（kvar）为单位；电网电压是指电网的工作电压，通常以千伏（kV）为单位；无功功率补偿装置的效率是指无功功率补偿装置实际提供的无功功率补偿量与其额定功率的比值；电能价格是指每单位电能的价格，通常以元/千瓦时为单位。
通过以上公式，可以清晰地看到电网无功补偿收益的计算方法。
在实际应用中，可以根据电网的具体情况和无功功率补偿装置的性能参数，结合电能价格，计算出电网无功补偿的收益，为电力系统的运行和管理提供科学依据。
在实际应用中，电网无功补偿收益计算公式还可以进一步细化，考虑到电网无功功率损耗的成本、无功功率补偿装置的投资成本、维护成本等因素，从而得出更为准确的电网无功补偿收益。
在这个过程中，需要对各项参数进行综合分析和评估，以确保计算结果的准确性和可靠性。
除了以上提到的电网无功补偿收益计算公式外，还有一些其他的计算方法可以用来评估电网无功补偿的经济效益。
例如，可以通过对比有无功功率补偿装置的情况下，电网的功率因数、无功功率损耗等指标的变化，来评估电网无功补偿的经济效益。
此外，还可以通过对比电网无功补偿前后的电能消耗成本、无功功率损耗成本等指标的变化，来评估电网无功补偿的经济效益。
电力系统中的无功补偿
（2）并联补偿：把电容器直接与 被补偿设备并接于同一电路上，以 提高功率因数。它的作用是： 1）补偿无功功率，提高功率因数； 2）提高设备出力； 3）降低功率损耗和电能损失； 4）改善电压质量。
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3、并联电容器无功补偿的一 般方法 并联电容器无功补偿通常采用 的方法主要有3种：低压个别 补偿、低压集中补偿、高压集 中补偿。下面简单介绍这3种 补偿方式的适用范围及使用该 种补偿方式的优缺点。
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无功功率补偿的原理是：把具 有容性功率负荷的装置与感性 负荷并联在同一电路，当容性 负荷释放能量时，感性负荷吸 收能量；而感性负荷释放能量 时，容性负荷吸收能量，能量 在两种负荷之间转换。这样， 感性负荷所吸收的无功功率可 由容性负荷输出的无功功率中 得到补偿，这就是无功功率补 偿的原理。
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(1)补偿是有级的、定时的，因而补偿 精度差，跟随性不强，不能适应负荷 变化快的场合；受交流接触器操作频 率及寿命的限制，静态补偿装置一般 均设有投切延时功能，其延时时间一 般为30s。对一般稳定负荷，即负荷变 化周期大于30s的负荷，这类补偿装置 是有效的，但对一些变化较快的负荷， 如电梯、起重、电焊等，这类补偿装 置就无法进行跟踪补偿。
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图3 高尚堡变电站电容器一次原理图
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4、电容器容量的选择 在实际工程中首先应根据负荷情况和供电部 门的要求确定补偿后所需达到的功率因数值， 然后再计算电容器的安装容量：
Qc = P(tanφ1 - tanφ2) 式中: Qc——电容器的安装容量，单位：千乏 （kvar）； P——系统的有功功率，单位：千瓦 （kW）； tanφ1——补偿前的功率因数角； tanφ2——补偿后的功率因数角。
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无功补偿时，电流和电能计算的新公式？-2010-06-11
电流和电能计算的新公式：
一、并联谐振时负载中的电计算公式：
在电工书中原来的公式，I负=QI总，计算不出负载中的电流真正的大小。
在交流电路中电感负载中的无功功率电流：I无=QI有，因为无功电流不等于总电流，所以I负=QI总计算结果不符合事实。
此公式虽然不能应用，但它是新节能计算公式的基础。
（1）电感负载中的电流新计算公式：，此式是按电压不变时计算的，实际电压也会增大，Q2为谐振时的品质因数。
（2）电感负载中的视在功率：S L=UI L;（3）电感负载中的有功功率：
P L=UI L COS¢，（4）节约的有功功率（能量）=（输出功-输入功）+线路节有功注：Q2的计算方法：①计算电路的总阻抗值：已知电容器安装前的电源电压和负载中的有功功率电流值，计算出安装电容器后的总阻抗：Z=U/I R；②计算总感抗（包括电抗）值：已知总阻抗和纯电阻，计算总感抗：X=；③计算Q2值：Q2=X/R；Q2为谐振时的品质因数（Q振）。
当值大于1时，实际电流值应除，电源电压乘，负载中的电压和电流虽然都是近似值，但误差小可以应用。
电路谐振时电感负载中的电流计算公式，适用于各种谐振电路，对无功功率补偿电感负载的电流计算最适合。
二、无功功率补偿时，电感负载做功增大计算公式：
P=IUCOS¢；式中I代表负载中的电流，U代表负载中的电压值，COS¢代表负载中的有功功率因数。
因为电感负载的电流增大，有功功率因数和电压值不变，计算结果有功功率必须增大，符合实践，能反映节电的本质，这是电工理论的新发展。
电机就地无功补偿举例加说明
电机就地无功补偿举例加说明2011-12-15 07:50mzflong分类：工程技术科学|浏览1385 次举例说明55KW电动机加电容补偿后的省电情况,补偿前功率因数0.75，预计补偿后0.9每小时能省多少电？列出计算公式并加以说明谢谢！还有个问题，功率因数达到0.95以上电力公司是不是有奖励呢？？回答好后追加公司有很多大功率电机，想以一台电机的省点情况来反应补偿前后的差别！在低压柜柜里有个自动补偿装置但是补偿不足。
电费单上的功率因数是0.75预计需要补偿到0.9以上电动机参数Y2-250M-4 380V Δ 额定电流103A 电机名牌上的cosφ0.8 7需要补偿多大的电容？24小时运行能省多少电需要写出计算公式和说明谢谢！分享到：2011-12-16 20:43知识大富翁，挑战答题赢iPhone！提问者采纳采用电容补偿的企业是不能省电也不耗电的，只是提高了功率因数，不致被罚款甚致得到奖励，月平均功率因数高于考核标准就有奖励。
每高于标准0.01，将从电费总额奖0.15%，以奖励0.75%封顶。
以55KW电动机为例，补偿前功率因数0.75(未满载)，假设此时有功功率约40KW 计算，要求补偿后为0.95，求电容补偿量：功率因数0.75时的视在功率：S1＝P/cosφ＝40/0.75≈53(Kva)无功功率：Q1＝根号(S1×S1－P×P)＝根号(53×53－40×40)≈35(千乏)功率因数0.95时的视在功率：S2＝40/0.95≈42(KVA)无功功率：Q2＝根号(S2×S2－P×P)＝根号(42×42－40×40)≈13(千乏) 电容无功补偿量：Qc＝Q1－Q2＝35－13＝22(千乏)追问：陈老师，电流减小的问题弄清楚了，还有个疑问就是：您是根据什么假设55KW的点击此时有功功率约为40KW呢追答：并不能确定有功功率是40KW，只是大概估算。
浅谈10kV配电线路的无功补偿
浅谈10kV配电线路的无功补偿摘要：10kv线路的杆上无功补偿和变电站集中补偿、配变低压补偿、用户侧就地补偿都是电网无功补偿的重要补偿方式，10kv线路的杆上固定补偿以线路无功负荷作为补偿对象，补偿效果较好、设备利用率较高、投资较小，但因为补偿设备安装于杆上，维护起来不太方便，同时易出现保护不易配置等工程问题。
随着科技的进步和电力系统的发展，未来将会出现更多新型的、多功能的无功补偿设备，如近年的谐波无功补偿装置等，使电网的无功补偿方式更合理、更经济、更安全。
关键词：10kV；配电线路；无功补偿1 10kV线路无功补偿的设置原则在配电线路杆塔上并联电容器，以实现对线路无功补偿的方式，需同时考虑线路补偿点的个数、补偿点的位置以及补偿容量。
下面以一条普通的10kV配电线路的干线运行情况为例，说明补偿点数量、位置及补偿容量的确定原则。
1.1补偿位置的确定无功补偿装置安装地点的选择应遵循无功就地平衡的原则，尽可能减少在主干线上传输的电流。
电容器组在10kV线路上装设位置的计算公式：Ll一21/（Zn+1）L式中：L为线路长度；n为电容器组数；Ll为第i组电容器的安装位置距线路首端的距离；i一1，…，n。
1.2线路无功补偿容量的确定配电线路安装电容器组的容量选择是按最大限度降低线损的原则来确定的。
对于一般情况而言，当该配电干线中有n个补偿点时，得到第i个补偿电力电容器补偿容量的计算公式：Ql一ZIQ/（Zn+1）式中：Q为线路首端传输的总无功功率。
1.3补偿点数量的选择随着补偿点的增多，网损降低率越高，补偿效益逐渐提高，在n一4时，网损降低率的增加己经变得很小，因此配电线路的补偿点一般不多于4个。
10Vk线路补偿电容器装置一般安装在户外电杆上，一般不设自动投切装置，所以进行的是固定补偿。
因此补偿的电容器容量应选择为线路流动的最小无功负荷，以避免无功倒送，所以应先实测用电低谷时的无功负荷，以得到线路的最小无功负荷值，再确定无功补偿容量。
无功电能的计量与收费
重视无功电能的计量与收费l问题的提出近年来，为了提高发供电设备的利用率，节约电能和改善电压质量，供电企业和用电单位推行了无功补偿的有效措施（随器补偿和随机补偿），提高了供用电双方和社会的经济效益。
随着无功计量方式的变更以及计量点的增加，无功电能的计量与收费中存在的差错及不合理的现象应当引起重视。
2无功是电表的选型无功表的选型同有功表一样至关重要。
无功表的选型应考虑如下几个方面。
（1）功能应满足要求。
根据有关规定，采用向电网倒送的无功电量与实用的无功电量两者的绝对值之和计算月平均功率因数。
所以无功表的选择应具有正向（感性无功）、反向（容性无功）及正反向无功电能叠加的功能。
（2）精度应符合要求。
不同类别的用户，所配备的无功表其精度也不相同，应符合《DL448－91电能计量装置管理规程》的要求。
（3）长寿命、宽负荷无功表同有功表一样受欢迎。
目前国内不检修时间达到20年，宽负荷达到6倍，应选择对不检修时间和宽负荷有可靠保障的厂家。
（4）优先选用三相四线表。
由于三相四线计量回路（包括高压计量和低压计量）对三相负荷不平衡时的干扰较小，所以优先选用三相四线表和三相四线回路来计量无功电能。
（5）多功能电能表如果符合有功电能表的要求，也符合上述无功电能表的要求，选型时可同有功表一并考虑。
3无功计量方式和计量点的选择用电单位在计量方面由于各自条件、环境的不同，计量方式及计量点的选择也不相同，但必须以保证计量的正确、可靠、合理为前题。
常见的无功计量方式及计量点原理图如图1所示；图2为错误的无功计量，这时无功表记录的是电容器本身输出的无功电能，电容器无功补偿的愈多，无功表记录的也愈多。
图3也是错误的无功计量，这时两只无功表重复记录无功电能。
选择无功计量方式和计量点时，应注意PT、CT的精度要符合要求。
CT变比大小的选择要合理，应选用0．5或0．2级。
4无功电能表的接线无功计量方式和计量点确定之后．其接线应该说是水到渠成比较简单。
110kV变电站无功补偿容量计算及合理配置
110kV变电站无功补偿容量计算及合理配置摘要：电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件。
有效的电压控制和合理的无功补偿，不仅能保证电压质量，而且提高了电力系统运行的稳定性和安全性，充分发挥了经济效益。
110kV变电站多为终端和分支变电所，其合理的无功配置对提高负荷功率因数、减少电网有功损耗和改善电能质量有着十分重要的意义。
在110kV变电站的设计中，应根据地区特点对无功补偿容量进行合理配置和选择。
本文通过实例对110kV变电站无功补偿的配置原则和容量计算方法进行探讨分析，并提出合理配置110kV变电站无功补偿的要点。
关键词：电力系统；110kV变电站；无功补偿1 无功补偿的原则无功补偿应按国家有关规定执行，广西地区还要满足南方电网的技术原则。
（1）电力系统的无功补偿应按分（电压）层分（供电）区基本平衡的原则进行配置。
分（电压）层无功平衡的重点是220kV及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。
无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。
（2）变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。
所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。
（3）110kV变电站无功补偿以补偿主变压器无功损耗为主，并适当补偿部分线路的无功损耗。
根据《电力系统电压和无功电力技术导则》（SD 325-1989），补偿容量可按主变压器容量的0.10～0.30确定，并满足110kV主变压器最大负荷时，其二次侧功率因数110kV不低于0.95，35kV、10kV不低于0.9。
（4）对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。
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关键词：无功补偿；技术管理；工矿企业1 前言供电部门在向用电单位（以下简称用户）输送的三相交流功率中，包括有功功率和无功功率两部分。
将电能转换成机械能、热能、光能等那一部分功率叫有功功率，用户应按期向供电部门交纳所用有功电度的电费；无功功率为建立磁场而存在并未做功，所以供电部门不能向用户收取无功电度电费，但无功功率在输变电过程中要造成大量线路损耗和电压损失，占用输变电设备的容量，降低了设备利用率。
因此，供电部门对输送给用户的无功功率实行限制，制订了功率因数标准，采用经济手段———功率因数调整电费对用户进行考核。
用户功率因数低于考核标准，调整电费是正值，用户除了交纳正常电费之外，还要增加支付调整电费（功率因数罚款）；用户功率因数高于考核标准，调整电费是负值，用户可以从正常电费中减去调整电费（功率因数奖励）。
用电设备如变压器、交流电动机、荧光灯电感式镇流器等均是电感性负荷，绝大多数用户的自然功率因数低于考核标准，都要采取一些措施进行无功补偿来提高功率因数。
安装移相电力电容器是广大用户无功补偿的首选方案。
2 无功补偿的经济意义2．1 提高输变电设备的利用率有功功率当线电流I和线电压U一定时，功率因数cosφ提高后，有功功率P 就提高了。
供电部门同样的变压器容量和输电线路就可向用户输送更多的有功功率。
或者说，在输送同样容量的有功功率P时，当cosφ提高后，变压器容量就可以相应减小，输电线路可以相应减小导线截面，降低了设备投资和投运后的运行费用。
当用户设法提高负载终端功率因数后，上述利益用户也将共享。
2．2 降低电压损失，提高末端电压水平输送功率的过程中，线路产生的电压损失为ΔU，可用下式计算式中：P———输送的有功功率，kW；Q———输送的有功功率，kV；R———线路导线、变压器绕组电阻，Ω；X———线路导线、变压器绕组电抗，Ω；U———线路额定线电压，V。
e由式（1）可见，电压损失包括有功部分损失（PR）及无功部分损失（QX）两部分，而且对于导线截面较大的架空线路来说，主要是无功部分损失。
当采用无功补偿技术后，降低了Q，无功部分电压损失就明显降低了，从而提高了末端电压。
2．3 降低线路损耗电流在供配电线路及变压器绕组中传输过程将产生功率损耗。
三相交流电输变配损耗功率ΔP由下式计算：式中：I———线路电流，A；U———线路电压，V；P———输送的有功功率，k W；R———每相线路电阻，Ω。
由式（2）可见，ΔP与I的平方成正比，与cosφ平方成反比。
所以在采取无功补偿后，电流减小了，cosφ提高了，可明显降低ΔP，达到降损节电的目的。
2．4 减少电费支出2．4．1 减少基本电费支出根据全国供用电规则规定，变压器容量在315kVA及以上的大工业用电户均实行两部制供电计费办法。
用户向供电部门交纳电度电费外，还要按变压器容量大小交纳基本电费，标准为18元／kVA·月（按最大需量计费标准为27元／kVA·月）。
基本电费与变压器容量有关，与用电量多少无关。
因此通过合理的无功补偿措施后，使用同样的有功功率，可以减少变压器容量，每月就可以减少基本电费支出。
特别对一些因生产发展，用电负荷增加，计划购置较大容量的新变压器来置换原变压器，经过合理无功补偿后，原变压器就可能会满足新增用电负荷，这不但每月可以节支可观的基本电费，而且省去了购置新变压器的费用。
2．4．2 减少功率因数调整电费支出用户平均功率因数计算是根据无功电量及有功电量计算出来的，即式中：W———t时间内的有功电量，kWh；p———t时间内的无功电量，kVArh。
WQ调整电费计算方法：调整电费＝（电度电费＋基本电费）·k％（元）式中：k———功率因数调整电费调整百分率。
根据用户变压器容量、生产类别等因素，将用户功率因数考核标准分成0．90、0．85、0．80三类。
以0．90为考核标准的k值可从表1中查出。
从表中可以清楚地看出，功率因数高低与调整电费百分率k值基本是反比关系。
当用户功率因数大于0．90，调整电费成为负值，可减少总电费的支出；功率因数低于0．90，调整电费为正值，用户要增加电费支出。
下面通过实例计算来进一步说明这一问题。
某大工业用户变压器容量1000kVA，上月有功电量为30万kWh，无功电量为25万kVArh。
经采取无功补偿措施后，本月有功电量为30万kWh，无功电量为10万kVArh，平均电价0．60元／kWh，试计算采取补偿措施后减少电费支出多少？采取无功补偿措施前的总电费：电度电费＝0．6×30＝18万元，基本电费＝18×1000×10－4＝1．8万元总计19．8万元；（罚）总电费＝18＋1．8＋1．287＝21．087万元。
采取无功补偿措施后的总电费：电度电费及基本电费同前为19．8万元功率因数总电费＝19．8－0．1485＝19．6515万元。
可减少电费支出：21．087－19．6515＝1．4355万元一年就可节支电费17万元多。
同时，由于功率因数的提高，同样这台1000kVA变压器，可以比原来多带负荷180kW，为企业发展生产打下了基础。
3无功补偿方式的选择和补偿容量的确定3．1 用户无功补偿主要有以下几种方式3．1．1 集中补偿将补偿电容器集中安装在用户变电所低压母线侧，对全厂进行无功补偿。
本补偿方式可以减少供电部门无功功率的输入，降低电网和本企业变压器的电能损耗。
同时在各车间无功潮流变化时，能自动相互调整补偿，因此补偿设备利用率高，投资少，管理方便。
但从变电所到各车间直至被补偿用电设备之间的低压网络中无功电流并未减少，达不到企业内部线路降损节电的效果。
该补偿方式必须采用电容器自动投切装置，否则有可能出现过补偿现象。
3．1．2 分散补偿将补偿电容器分散安装在各个车间配电间进行补偿。
该补偿方式同时可降低变电所至各车间供电线路的损耗，提高车间末端电压，适用于车间电动机较多但单台容量不大、负载较轻、车间到变电所距离较近的地方。
3．1．3 就地（随机）补偿将补偿电容器安装在离变电所较远且容量较大的交流电动机旁的补偿，也叫随机（电动机）补偿。
这种补偿方式是对单台电动机进行一对一的单机无功补偿。
不但可以减少供电部门无功功率的输入，同时使企业内部低压网络无功得到完全补偿，而且不会产生过补偿。
3．2 补偿容量的确定合理的补偿容量是获取理想补偿效果的关键，应通过计算或查表力求准确。
一是注意实际有功功率P的确定。
有的用户直接将用电设备装机容量简单相加后作为全厂有功功率来确定无功补偿容量的方法是不正确的，这样往往会造成补偿容量过大。
对已投产的用户，可通过实测确定；对新上项目的用户，应在设计时认真确定全厂计算负荷Pj，Pj与用电设备的同期系数、利用系数有关，可参照同类型厂运行数据或设计资料计算确定。
二是注意不要过补偿。
有的用户故意多装电容器，人为造成一些时间内过补偿，使无功电度表倒走，以为最终可以保持高力率。
其实这是一种错误的理解。
供电部门为用户安装的计量无功电度表具有防倒送功能，能够自动将其倒送的无功电量累加到实用无功电量中去。
因此倒送得越多，实用无功电量越大，用户的功率因数越低。
3．3 补偿容量的计算方法（1）已知补偿前cosφ1和补偿后cosφ2：式中：Qc———补偿容量，kVArP———负荷有功功率，kW。
（2）对单台电动机进行补偿时，补偿容量不可超过电动机空载容量，以防产生过励现象，即式中：I———电动机空载电流，AUe———电动机额定电压，V。
（3）补偿容量查表法可根据补偿前cosφ1和补偿后cosφ2查表获得无功补偿率qc（见表2），与被补偿用电设备的有功功率相乘，其积就为所需补偿容量Qc，十分方便。
如一用户有功容量P＝500kW，cosφ1＝0．80，要求补偿到cosφ2＝0．96，需补偿容量多少？查表2，qc＝0．46，则Q C ＝P·qc＝500×0．46＝230 kVAr式中：P———实际有功负荷4加强对无功补偿设备的管理无功补偿设备投运后，应加强管理、维护，认真抄录相关运行数据，确保补偿预期效果，这对用户来说是十分重要的。
4．1 注意环境温度电力电容器温升有严格规定，环境温度过高时，电容器温升超过允许值，会缩短电容器的使用寿命，甚至发生爆炸。
当温度过高时，要加强室内通风或使用专用风机降温。
电容器上积灰多时，要进行清扫，以利散热。
4．2 注意运行电压电容器的容量与电压呈平方正比关系。
因此当电压过高时，会使补偿容量大大超过设计容量，出现过补偿。
而且容量的提高致使电容器电流升高，电容器的功率损耗和发热量就明显增加，威胁电容器的使用寿命和安全。
所以发现电容器运行电压过高时，应停用部分电容器甚至全部停用。
电容器允许在1．1 Ue下长期运行。
4．3 确保自动投切装置的正常运行用户在生产用电过程中，由于生产工艺、生产班次及厂体等原因，用电负荷不是一成不变的，因此无功补偿容量也要相应变化。
如果用人工操作投切电容器，很难达到要求。
因此，一般都将电容器分成若干组，根据变化着的无功补偿容量要求，通过一个自动投切装置将部分电容器组自动投入或撤出，实现全厂功率因数的相对平衡。
这个自动装置的正常运行十分重要，要定期观察、检查、试验，一旦发现失灵，要及时修复或更换。
一些用户由于管理不善，自动投切装置长期失灵，致使电容器不能根据补偿要求及时自动投入或退出，最终功率因数很低而被罚款，这样的情况应当引起重视。
4．4 认真抄录电量，掌握功率因数水平用户的平均功率因数是通过有功电量和无功电量计算出来的。
所以每天抄录有功电量和无功电量，就可随时掌握功率因数情况，一旦电度表计失准或错抄，用户的抄表记录可以作为纠错的依据之一。
一般人认为，电量这个月抄少了，下个月补抄后，总电量不变，不会影响电费的多少。
对于有功电量而言，上述理解是行得通的，对无功电量就绝不能这么理解。
因为无功电量是计算功率因数的主要依据，而且调整电费的奖与罚的范围和比率不是对称的（参见图1，表1）。