配电网无功补偿方式及效益分析

1、号码1251401127课程设计(2012年级本科)课题：配电网的浪费补偿方式及效果分析学院：物理机械工程学院专业：电力工程及其自动化作者名称：马亮指导人民教师：刘永科役：副教授完成日期： 2015年6月25日二十一五年六月二十五日河西学院本科生课程设置修订任务书设计问题配电网无功补偿方式及效益分析作者姓马亮学院、专业、年级物电学院电气工程专业专业12级指导人民教师的名称、作用刘永科副教授发行塔斯克的日期2015年5月20日一、设计的主要内容无效补偿的意义无效补偿方式无效补偿利益分析等。二、设置订正依据国内配电网三、论文的基本要求1 .论文要求写得好，秩序清晰，表达准确，语言准确。2 .论文要

2、求内容全面、丰富。四、论文(设订)进度的安排阶段论文(设计)各阶段的名称开始日期1熟悉设计手册、设计主题、设计背景资料5.20至5.252查阅相关资料5.26至5.273请阅读设定修订要件必读的参考资料5.28至5.294写设计说明书5.30至6.155小组答辩质疑6.21至6.226取得修订建设的成果6.30五、收集阅读资料和参考文献(指导人民教师指定)1靳龙章，丁冀山.电力网无功补偿实用技术.北京牌：中国水利水电出版社，20092丁冀山.配电网无功优化和无功补偿装置.北京牌：中国水利水电出版社，20103王兆安.谐波抑制和无功补偿.北京牌：机械工业出版社，20094张振荣、晋明武等。 MC

3、S51单片微型计算机的原理和实用技术.北京牌：人民邮电出版社，20085李林川，夏道止。 电力线路电压和网损最佳化补正算.北京牌：机械工业出版社，20116李润先.中压电力网系统接地实用技术.北京牌：中国电力出版社2001.1-9，11，147张睿、孟燕、吴德仁.6-35KV配电网中性点接地方式探讨. 2000年电网第七居全网大会论文集234-2358工厂常用电气设备手册编制组.工厂常用电气设备手册(补充本). 北京牌：水利电力出版19909江文，许慧中.配电技术.北京牌：机械工业出版社，200510陈小虎.工厂供电技术.北京牌：高等教育出版社，200111李友文，李尔学.工厂供电.北京牌：化

4、学工业出版社，200612刘笙.电力工程的基础.北京牌：科学出版社，2004对教研室的意见联系人签名：年月日摘要随着我国电力工业的迅速发展，用户对供电可靠性和供电质量的要求也随着我国电力工业的迅速发展，用户对供电可靠性和供电质量的要求也越来越高。 如何使配电网失效、提高供电质量、提高供电可靠性已成为电力部门面临的实际问题。 无功补偿对电力网的安全、优质、经济运行有重要作用，无功补偿是电力企业追求经济效益的目标之一。 电力线路无功功率优化和无功补偿是电力线路安全经济运行研究的重要组成部分。 通过对电力线路无功电源的合理配置和无功负载的优化补偿，不仅可以维持电压等级，提高电力线路运行的稳定性，还可

5、以降低有效网损和无功网损，使电力线路安全经济运行。阿伯斯特拉克withtherapiddevelopmentofchinaselectricpowerindustry是usersrequirementonpowersupplyreliabilityandpowerqualityalsowiththerapid userrequirementstothepowersupplyreliabilityandqualityisalsogettingherandhigher.howtomakethedistributionnetworkreactiveppow 提高能源供应质量， improvether

6、eliabilityofpowersupplyhasbecometheactualproblemofthepowersector.reactivepowercompensationplaysanimportantroleii ty qualityandeconomicoperationofpowersystem， reactivepowercompensationisoneofthegoalsofelectricpowerenterprisestopursueeconomicbenefits.reactivepoweroptimizationandreals stemisanimportant

7、partoftheresearchonthesafeandeconomicoperationofpowersystem.bythepowersystemwithoom herationallocationofream mpensationofreactiveloadtothecannotonlymaintainvoltagelevelandimprovethestabbbe lity of power system操作， butalsocanreducetheactivepowerlossandreactivepowerloss，makepowersystemsafeandeconomicop

8、eration目录摘要1引用31无效和对电力网的影响42无功补偿及其作用52.1无功补偿的概念52.2无功补偿的作用53无功补偿及其分配74我国现行无功补偿的方式和适用情况84.1变电所集中补偿方式84.2低压配电网无功补偿的方法94.3杆上补偿方式105功率因数对无功补偿的影响125.1消耗无功功率的主要设备125.2供电电压对功率因数的影响125.3电力网频率变动对无效的影响。 136趋势147无功补偿的利润157.1节约企业电费157.2提高设备利用率157.3降低系统电功耗157.4改善电压质量167.5通过无功补偿改善评价指标线损率17(1)校正计算模型和方法17例118(2)无功补

9、偿经济效益分析19例2197.6无功补偿的经济分析207.7无功补偿的经济效益比较21结论23引用无功补偿对电力网的安全、优质、经济运行具有重要作用，因此无功补偿是电力部门和用户共同关注的问题。 合理选择无功补偿方案和补偿容量，可以提高系统电压稳定性，保证电力网电压质量，提高输电设备利用率，降低有效网损，减少发电费用。由于我国配电网规模巨大，配电网无功补偿对降低能源节约改善电压质量至关重要。 本文结合目前关注的电力网无功补偿问题，重点分析比较了配电网常用无功补偿方案的特点，通过无功补偿应用技术分析，提出了配电网无功补偿工程应注意的问题及相关建议。1无效和对电力网的影响在电源能量和感应性负载线圈

10、的磁场能量或容性负载容量的电场能量之间进行可逆的能量交换，使占有的网格容量无效。 交流电路中，电压u和电流I存在相位角差时，电流流过电容性电抗(XC )或电感性电抗(XL )时形成的电力成分。 另一方面，无功功率可以用于产生消耗电力的设备所需要的磁场，例如电滚子等电感性设备。 另一方面，这个电力在输电网中会招致电(电感性电抗时)、电压上升(电容性电抗时)、焦耳(电阻发热)的损失，但不能进行有效的工作。电压质量严重影响电力网的稳定、电力设备的安全运行及农业生产，无效是影响电压的重要因素。 特别是对于决定规模的电气网络终端系统，一方面无效过剩，一方面提高系统的运行电压，运行中的电功耗设备的运行电压

11、超过额定工况，缩短设备的寿命，另一方面也影响线路传送的安全稳定性，导致系统的输电能力降低，对电力网的运行调度带来不良影响。 同时，如果该系统变为无效，则在降低电力网的电压的同时，电力网中传输的无效功率增加了功率传输时的网络损耗，并且增加了电力网的营运成本。 因此，无效的合理调整在提高电能质量、降低网损、电力网运行稳定性和安全性等方面具有极其重要的意义。2无功补偿及其作用2.1无功补偿的概念无效使电路产生电流，这种电流称为电感量电流。 电感量电流同样会增加电气线路和变压设备的负担，降低电气线路和变压设备的利用率，增加电气线路发热值。 但是，如果没有它，电气设备(特别是电滚子等电感性设备)就不能正

12、常工作。 因此，在同一电源下产生的电流与电感量电流反向，需要寻找能够抵消电感量电流的零配件。 这能够消除或减小线路上的电感量电流而不会影响由电滚子所产生的磁场。 该电容器也被称为补偿电容器，线路上的电流正好与电感量电流相反。 只要耦接到线路的电容的数量对应于负载的电感量成分，由他生成的电容电流就可以非常有效地去除或减小线路上的电感量电流，即可以去除或减小负载在电力网中吸收无效功率。 由此，能够减轻电气线路和变压设备的负担，提高电气线路和变压设备的利用率，降低电气线路发热值。 在这种电气线路上安装补偿电容器，以减少无功功率的方式称为无功补偿。2.2无功补偿的作用随着国民经济的高速发展和人民生活水

13、平的提高，人们对电力的需求与日俱增，对云同步供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。 由于负载的增加和电源的大幅增加，不仅改变了电力线路的网络结构，而且改变了系统的电源分布，导致系统的无效分布不合理，局部地辖区的无效严重不足，可能导致电压等级普遍偏低。 随着系统构成的复杂化，当系统受到大的干扰作用时，在电压稳定弱的阶段，电压有可能散摊子。合理选择无功补偿点和确定补偿容量，可以有效维持系统电压等级，提高系统电压稳定性，避免大量无功远程传输，有效降低网损，减少发电费用。 采用无功补偿可获得以下效果：减少电力损失，一般工厂的动力配线因线路和负载的不同，电力损失约为2%-3%左右，使用电容器提高功率因

14、数，总电流下降，能够降低供电侧和消耗侧的电力损失。改善供电质量，提高功率因数，降低负载总电流及电压降。 在变压器的二次侧安装电容器，可以改善功率因数，提高二次侧电压。延长设备寿命。 改善功率因数后，线路总电流减少，降低接近或饱和的电压互感器、开关等设备和线路容量负载，因此可以降低温度上升，延长寿命(温度每降低10C，寿命可延长1倍)。最终满足电力线路无功补偿的监测要求，消除功率因数过低造成的罚款。3无功补偿及其分配无功补偿作为其概念是早为人知的，它通过无功补偿设备提供必要的无功功率，提高系统的功率因数，降低电功耗，改善电力网的电压质量。 无功补偿的合理配置原则，从电力网无功功耗的基本情况可以看出，各级网络和配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤其是低压配电网所占比例最大。 为了最小化无功功率的传递损失，提高配电设备的效率，无功补偿设备的配置应按照“等级补偿，现场平衡”的原则合理配置。 (1)结合整体平衡和局部平衡，以局部为主。(2)减损与调压相结合，以减损为主。(3)电力部门补偿和用户补偿相结合。在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%60%，其他预计的无功功率由配电网消耗。 因此，为了减少无功电力在网络中的运输，为了尽量实现现场补偿、现场平衡，需要电力部门和用户共同进行补偿。(4)结合方差补偿和集中补偿，以方差为主。