无功补偿装置与节能降耗的应用

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摘要:随着电网负荷的加大，线路损耗增大，合理利用无功补偿装置，能够将线损降低，把电网电压质量改善、提高效益的作用。本文从电网中无功功率是怎样产生、电网中电能损耗的原理以及在整个电力系统中无功补偿的原理，和无功补偿与节能降耗的理论关系、无功补偿的补偿方式及其优缺点、无功补偿装置工作原理、投入无功补偿装置前后电网参数的变化等几个方面入手，重点介绍了胜利油田九分场变电站投入无功补偿装置后，起到的节能降耗的作用。

关键词:无功补偿装置；节能降耗；应用

0引言

随着电网高负荷运行，设备投入率显著增大，用电量大幅增加，由此带来的供电线路损耗增大。而在电力系统中的电力负荷，特别是感性负荷如变压器等，电网运行过程中，这些设备需要相应的无功功率，通过外在的合理无功补偿，可以减少线路和变压器输送的无功功率，起到降低电能损耗、增加效益的作用，同时能够改善电能质量，提高设备的利用率。

1无功补偿与节能降耗的关系

所谓无功补偿，就是借助无功补偿设备向电网中提供必要的无功功率，从而能够达到提高电力系统的功率因数，降低电能损耗，改善电压质量的目的。在电网正常运行时，电能转换为其他形式能源的前提是电源能够供给无功功率。有功功率损耗和无功功率损耗两部分组成了电网中的电能损耗。利用合理的无功补偿装置对电网所带负荷进行无功功率补偿，将电网的功率因数提高，可以减少电网提供的无功功率，从而减少在输配电网络的传输过程中因为无功功率所带来的能量损耗及电压降落。

2无功补偿的形式及特点

无功补偿的方法主要是有3种：低压就地无功补偿、低压集中、分组无功补偿、中压集中无功补偿。下面简单说明这3种补偿方式的适用范围及补偿方式的特点：低压就地无功补偿：根据所用电设备无功大小，把单台或多台低压电容器组和用电设备并连，然后通过控制及保护装置和电机同时投切。该无功补偿的优点：（1）在源头上转化了无功，大量的线路损耗能量能够被减少，提高变压器利用率，视在功率得到降低。（2）用电设备在运行时，投入无功补偿装置，用电设备停运时，也退出补偿装置。（3）有占位小、安装起来容易等，视在功率得到真实有效的减少，节电效果非常显著。该无功补偿方式的缺点是：（1）一次性的投资金额会较大。（2）补偿量跟随负荷的变化也要改变，对自动补偿控制器响应的要求高，而且如果要进行精确的补偿，补偿电容容量就不能过高。（3）同时，单机节电效果不容易测量。低压集中、分组无功补偿：利用低压开关将低压电容器接在配电变压器的低压母线侧，控制保护装置是利用无功补偿投切装置，根据在低压母线上测量得到的无功负荷而对电容器的投切进行直接控制。该补偿方式的优点：利用低压集中、分组补偿，只能够对变压器的“涡流效应”进行无功能量补偿。缺点是：此无功补偿方式，主要作用是对低压侧无功量的阻隔作用，对于上侧电网的贡献大。中压集中无功补偿：将并联电容器组装在变电所的低压母线上进行无功补偿的方式。根据负荷的大小补偿装置再进行自动投切，用户的功率因数从而得到合理地提高，阻隔了无功能量，防止无功能量进入上侧电网，减少了对上侧电网造成的电压波动，降低了电网损耗，保护了上侧电网。同时，也放便运行维护，社会效益比较重大。

3变电站负荷用电情况

随着电网高负荷运行，电气设备投入率增大，用电量显著增加，现将本站各母线段负荷情况总结如下：各母线段功率因数普遍低于0.92，无功功率约占有功功率的55%—90%，大量无功功率的输送势必要增加电能损耗。从2013年6月份至2014年5月份，九分场变电站的平均功率因数为0.91。

4无功补偿装置

九分场变电站无功补偿装置采用集中补偿方式，分别对35kV#I段母线、35kV#II段母线上的无功功率进行补偿。每套电容器的主要设备：限流熔断器、串联电抗器、并联电容器组（含保护用外部熔断器）、氧化锌避雷器、信号和电测量用一次及二次设备等。装置为手动投切方式，由用户根据系统的无功需要进行投入和切除。

5无功补偿的效益

在全站70%负荷下投入无功补偿后电流、视在功率、功率因数（目标功率因数设置为0.95左右）的变化，无功补偿后母线电压升高。功率因数的提高，负荷电流的减小，视在功率的减小，提高了设备的利用率，同时由于电网输送的无功功率减小，必然使线路上的损耗减少。投入电容器进行无功补偿后，每月，九分场变节省286.2万kw.h，按照一度电0.5元，九分场变投入电容器进行无功补偿后每月共节省157.41万元。可以计算出我厂全年（运行365天）电能损耗节约情况：全年电能损耗减小3432万kw.h，节约共计1888.9万元，为公司降低生产成本、增加效益起到了一定的作用。

6结论

综上所述，科学合理的应用无功补偿技术，对我站负荷中的无功功率进行补偿后，一方面由于负荷电流的减小，间接的增加了变压器的容量，提高了设备的利用率，为公司安全生产提供了保证，同时由于负荷电流的较小，降低了用电设备的发热量，延长了用电设备的使用寿命；由于电网中输送的无功功率的减少，负荷电流的减小。直接降低了输电线路的电能损耗。

作者:李超超 单位:胜利石油管理局电力管理总公司