补偿容量的选择.doc

补偿容量的选择： 补偿容量由电力负荷及补偿前和要求补偿提高后的功率因数值决定。计算公式如下： Qbch=Ppj(tg1-tg2) 或Qbch=Ppj(1-tg2/tg1) 式中Qbch-所需的补偿容量kvar Ppj-最大负荷月的平均有功负荷kW Qpj-最大负荷月的平均无功负荷kvar tg1-补偿前的功率因数cos1的正切值 tg2-补偿后要求达到的功数因数cos2的正切值 另外，我们必须注意cos2值的确定必须适当。当功率因数由0.95提高到1时所需的补偿容量增加得很多，得不偿失。因此将功率因数提高到1是不合理的。 摘要：农村配电网无功分散补偿方案探讨.1 配电线路进行无功补偿的效果;2 配电线路无功补偿的做法及分配方案;3 配电线路上装设电容器后的效果实例. 关键词：配电线路 无功补偿 1 配电线路进行无功补偿的效果 (1)减少线路的有功损失：当电流通过线路时，其有功功率损耗为： P=3I2R10-3 或P=3(P/Ucos)2R10-3 式中P-线路的有功功率损耗kW I-线路通过的电流A R-线路每相电阻 P-线路输送的有功功kW Q-线路输送的无功功率kvar cos-线路负荷的功率因数； 由上式可知，有功功率损失和功率因数的平方成反比。提高功率因数可以大量降低线损。当功率因数由0.6提高到0.8时，铜损下降将近一半。 (2)改善用户电压质量： 线路电压损失的公式为： U=(PR QX)/U10-3 式中U-线路电压损失kV U-线路电压kV P-线路有功负荷kW Q-线路无功负荷kvar X-线路感抗 R-线路电阻 由上式可以看出，提高系统功率因数，减少线路输送的无功负荷，则电压损失莫玌将下降。 (3)减小系统元件的容量，提高电网的输送能力： 视在功率S=P/cos，由此可以看出，提高功率因数在输送同样的有功功率情况下，设备安装容量可以减少，节约了投资。如设备安装容量不变则可增大有功功率输送量。安装电容器提高输送有功功率所得的效益，可按下式确定： P/Q=(cos2-cos1)/cos2(tg1-tg2) 式中P-有功功率的增加量 Q-达到P所需要的无功功率 cos1、cos2-补偿前、后的功率因数 如果cos由0.8提高到0.95，每kvar电容器节约配电线路上的变压器及其它设备安装容量约为0.38kVA。而网络上每kVA安装容量的造价为每kvar电容器价格的几十倍以上。 2 配电线路无功补偿的做法及分配方案 (1)无功补偿的做法： 将低压自愈式电容器装设在配电变压器低压出口处，随变压器同时投切，直接补偿变压器本身消耗的无功及补偿部分感性负载所需的无功。 (2)分配方案： 补偿容量的选择： 补偿容量由电力负荷及补偿前和要求补偿提高后的功率因数值决定。计算公式如下： Qbch=Ppj(tg1-tg2) 或Qbch=Ppj(1-tg2/tg1) 式中Qbch-所需的补偿容量kvar Ppj-最大负荷月的平均有功负荷kW Qpj-最大负荷月的平均无功负荷kvar tg1-补偿前的功率因数cos1的正切值 tg2-补偿后要求达到的功数因数cos2的正切值 另外，我们必须注意cos2值的确定必须适当。当功率因数由0.95提高到1时所需的补偿容量增加得很多，得不偿失。因此将功率因数提高到1是不合理的。 配电线路各支线电容器的合理分配： 辐射状的配电网络中，设Q1、Q2、Q3Qn为补偿前各条支线的平均无功负荷；Qbc1、Qbc2Qbcn为各条支线上要安装电容器的无功功率；R1、R2、R3Rn为各条支线的计算电组(其数值为每一支线的电阻值乘以系数而得，一般取0.55)。 装设电容器的所有各条线路的等值电阻Rd为： Rd=1/(1/R1 1/R2 1/R3 1/Rn) 计算结果表明，符合下式的条件时，电容器的无功补偿效果最好，即：(Q1-Qbc1)R1=(Q2-Qbc2)R2=(Q-Qbc)Rd 因此，安装于各条支线上电容器无功功率的最合理分配为： Qbc1=Q1-(Q-Qbc)Rd/R1 Qbcn=Qn-(Q-Qbc)Rd/Rn 式中Q-整条线路补偿前的无功负荷 Qbc-整条线路补偿后的无功负荷 另外，配电网中电容器的合理分配，还可以用作图法求得。以各条线路的QnRn为纵坐标、Qn为横坐标以相同比例画出直角三角形，如图1(a)、(b)、(c)所示；然后绘出一条综合折线，其横坐标在给定的纵坐标下，应等于各分量的横坐标之和，如图1(d)所示。如果在这一横坐标上绘出Qbc值，并做一直线与折线相交于D点，通过D点，做平行于横坐标的直线，于各直角三角形的斜边相交于A、B、C各点，则A、B、C各点的横坐标分别为Qbc1、Qbc2、Qbc3的合理分配数值。 图1 配电网中电容器合理分配图 (a)图为以Q1R1为纵坐标，Q1为横坐标的直角三角形；(b)图为以Q2R2为纵坐标，Q2为横坐标的直角三角形；(c)图为以Q3R3为纵坐标，Q3为横坐标的直角三角形；(d)图为在给定纵坐标下，以(a)、(b)、(c)图中各横坐标之和为横坐标的综合折线。 3 配电线路上装设电容器后的效果实例 以怀柔供电局黄坎农田线路为例，该线路总长76.264km(线号为LGJ-70导线17.30km，LGJ-50导线3.538km，LGJ-25导线22.432km)，配电变压器105台合计7100kVA(各厂矿专用变压器没有统计在内)有两个乡用电。1996年4月份该线路的有功电量为45.41万kWh，无功电量为74.44万kvarh。功率因数为： cos=45.41/45.412 74.442=0.61 配电变压器无功消耗计算值： Qtr=71000.08720=40.896万kvarh 由此看出配电变压器的无功损耗占该线路总无功电量的55%。 线路传输的无功电量理论值为：Qx1=22.305万kvarh，占该线路总无功电量的29.6%，剩下的11.239万kvarh(15.4%)是其它感性无功损失。由此说明配电变压器的固定无功损耗所占比重大，是整个配电网功率因数偏低的主要原因。1996年6月份根据理论计算在黄坎农田线路分散装设了800kvar低压自愈式电容器后，通过实测，该线路功率因数从0.61提高到0.90左右，用户电压提高了1015V，线损率由补偿前的21%下降到14%左右。由此可见，分散装设电容器效果显著。 低压无功就地补偿总体效益的初步分析： (1)农村用电的特点是分散性和季节性，功率因数和负载率都很低，无功损耗十分严重。对此，采用低压无功就地补偿，把补偿范围延伸到低压侧的做法，从整体节能来考虑是比较彻底的，其经济效果显著。 (2)采用低压电容器就地补偿无功，减少了无功功率传输过程中的有功及无功损耗，提高了有功输送能力。 (3)和集中补偿比较：从理论计算和实际效果看，在减少配电线路线损、降低电压损失，增加设备出力方面都优于集中补偿。从运行及投资方面看，分散补偿的电容器利用率低，但使用灵活、设备简单，不需要维护。通过几年时间的运行，国产低压电容器运行状况是良好的。由于分散方式减少