配電網的無功優化補償
的重要性
當電網傳輸功率時，電流將**路、變壓器阻抗上產生電壓損耗△u。無功功率的變化，將引起電壓降的變動，通過安裝無功補償裝置，就地平衡無功功率，限制無功功率在電網中傳輸，相應地減少了線路的電壓損耗，提高了電網的電壓質量。
過去無功負荷主要在工業企業，所以只對大型工業企業在實行兩部制電價的同時，實施功率因數獎懲辦法，而對其他使用者都沒有功率因數考核。對工業企業的功率因數獎勵辦法長期以來沒有修改，缺乏研究分析。工業使用者對無功就地補償缺乏積極性，致使功率因數偏低，發電、輸電和配電設施不能獲得充分利用，線路損失增加。
居民生活和樓宇用電在
五、六十年代僅僅是指照明用電，而且照明燈具基本上都是白熾燈，功率因數接近1。由於居民生活和樓宇的用電量很小，可以不考慮功率因數獎懲。但自改革開放以來，在照明用電上推廣螢光燈和節能燈，這些燈具的自然功率因數僅0.
6左右；特別嚴重的是家用電器迅速普及，絕大多數家用電器的功率因數一般在0.7左右；只有電熱水器屬於電阻負荷，功率因數比較高。節能燈雖然可以節約有功電力和電量，但節能燈消耗了大量無功電力和無功電量，在推廣節能燈時，只講節約有功，不講多消耗無功，不採取補償措施是不妥當的。
由於居民生活和樓宇用電中大量使用家用器，用電量的比重急劇增長，僅居民生活用電佔總用電量的比重已經達到12%，如果包括商業、賓館、寫字樓等樓宇用電，估計用電比重可達30%左右。這麼大的用電量的功率因數嚴重偏低，對電力部門的經濟發供電的影響是很大的。
我國目前農村居民的家用電器的普及率還不高，隨著農村電氣化水平的提高，居民生活和樓宇的用電量還會有很大提高。世界上工業發達國家居民生活用電的比重可達30%—40%，加上樓宇用電可以超過50%，我國也必將朝著這個方向發展。居民生活用電的無功問題同樣是供電企業的重要任務。
無功功率補償的基本原理是：把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷並聯接在同一電路，當容性負荷釋放能量時，感性負荷吸收能量；而感性負荷釋放能量時，容性負荷卻在吸收能量，能量在兩種負荷之間互相交換。這樣，感性負荷所吸收的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率中得到補償。
無功補償的主要作用有以下幾點：
（1）補償無功功率，提高功率因數。
系統中大部分為感性負載，為使其正常執行，必須**它們建立磁場所需的能量，這就出現了電源與負載之間的能量交換，表現為電源要向負載**無功功率，如對感性負載併聯容性裝置，讓它們之間就地進行一部分能量交換，便能減少電源與負載之間的能量交換，即減少電源**的無功功率，從而提高了功率因數。
（2）提高裝置出力
由於有功功率p=scosφ，當裝置的視在功率s一定時，如果功率因數cosφ提高，上式中的p也隨之增大，電氣裝置的有功出力也就提高了。
（3）降低功率損耗和電能損失
在三相交流電路中，功率損耗δp的計算公式如下：
由上式可見，當功率因數提高後，將使功率損失大大下降，因而降低了線路和變壓器的電能損失。
（4）改善電壓質量
**路中電壓損失δu的計算式如下：
由上式可見，當線路中的無功功率q減少以後，電壓損失△u也就減少了。
配電網建設在20世紀60～90年代較多，廣泛採用大樹幹、多分支、單項輻射型供電方式。這些電力線路的執行特點是：供電半徑長，負荷率低，無功消耗多，功率因數低，線路的損失高，末端電壓質量差。
在經過近幾年大規模的建設和改造，電網的健康水平有了明顯提高的同時，也安裝了一些的無功補償裝置。這些裝置大都採用自動投切，但往往由於電容器配置不合理，電容器分組少，單台容量太大，經常是投一級達不到要求的功率因數，再投一級又會因超過功率因數定值而投不上，達不到提高功率因數的目的。
目前，無功補償均以變電所高壓集中補償和10kv線路補償為主，固定補償居多數，雖然功率因數得以改善，但降損節能效果並不明顯，"重功率因數，輕線損"的問題比較突出，兩者應當兼顧。因此，應以降低線損為中心目標，根據電**點調整無功的補償結構，提高電網的無功經濟當量和經濟執行水平。
電網的無功負荷中線路無功負荷所佔比例較小，而配變的無功負荷和用電裝置的無功負荷為電網無功負荷的主要組成部分。其中配變的無功負荷基本固定，屬於電網無功負荷中的基荷(基本負荷)，用電裝置的無功負荷屬於電網無功負荷中的峰荷(高峰負荷)。而隨著電網節能系列配變的應用，配變的無功負荷所佔比重將日益減少，今後電網無功負荷的重點將主要放在低壓側用電裝置上，無功補償的重點亦是。
無功補償的目的是提高電網執行經濟性，降低電網的電能損耗，提高供電質量。降低電網的電能損耗要從電網建設和執行管理兩方面著手。
（1）加強電網結構
增加線路迴路或增設變壓器，採用高效節能變壓器。對於由於導線截面小導致電壓損耗和線路損耗大的線路，在不能公升壓的情況下，可以更換截面較大的導線，或加裝復導線來增大線路的輸送容量，同時達到降低線損的目的。有時還可以架設第二回線路，或對一部分電網進行改造。
這種方法是全國電網改造中常採取的措施之一。
（2）裝設無功補償裝置
加裝無功補償裝置，在負荷的有功功率保持不變的條件下，提高負荷的功率因數，減少線路和變壓器的損耗。
（3）提高電網的電壓等級
如把6kv的電網公升壓為10kv，把35kv的電網公升壓為110kv等。這種方法對降低電能損耗比較明顯，但投資也明顯增加。採用該方法時，應當通過技術經濟比較。
（4）提高電網執行電壓水平
在無功功率充足的地方，加裝可以公升高電網執行電壓水平的裝置，如調壓變壓器。因為電力網執行時，線路和變壓器等電氣裝置的絕緣所允許的最高工作電壓，一般允許不超過額定電壓的10%。電網執行時，應盡量提高執行電壓水平，以降低功率損耗。
但必須注意，在系統中無功功率**緊張時，用調整變壓器分接頭來提高電力網電壓的辦法，將使負荷的無功功率損耗增加。
（5）改變電網的接線方式
及時改進線路的迂迴、倒送、防止卡脖子等，以最有利的接線方式參加執行。在有條件的地方，可將開式網改為閉式網，在輻射形電力網中，按有功功率損耗最少條件求得的各點把網路分割。
（6）變壓器的經濟執行
為了提高供電的可靠性和適應負荷的需要，通常在新建的變電所內安裝兩台或以上同容量同型號的變壓器併聯執行。當一台發生故障或檢修時，另一台或其餘的變壓器保持供電。在輕載時，如併聯執行的變壓器台數不變，則繞組中電阻損耗很小，但鐵芯損耗所佔比例較大。
這時在不使部分變壓器過負荷的情況下，可以切除一部分變壓器，減少變壓器的總損耗。
（7）合理安排執行維護與檢修
例如，在檢修期間應儘量減少停電的輸電線路條數，如採用線路的分相檢修、帶電檢修、快速檢修等，既提高了供電的可靠性，也提高了電網執行的經濟性。定期清掃線路、變壓器、斷路器等的絕緣子和絕緣套管，減少由於帶電裝置絕緣不良的漏電損耗。
電網的經濟執行是一項綜合的技術管理工作，必須加強領導，調動各方面積極性。無功補償是電網經濟執行、節能降耗的重要措施。
1.無功補償經濟當量
無功補償經濟當量指投入單位無功補償容量時有功功率損耗的減少值。
線路的有功功率損耗值如下式：
=式中：pl—線路有功功率損耗，kw；
p—線路傳輸的有功功率，kw；
q—線路傳輸的無功功率，kvar
u—線路電壓，kv；
r—線路電阻，；
s—線路的視在功率，kva；
plp—線路傳輸有功功率產生的損耗，kw；
plq—線路傳輸無功功率產生的損耗，kw。
裝設併聯電容器無功補償裝置後，使傳輸的無功功率減少qb時，則有功功率損耗為：
因此減少的有功功率損耗為：
=按無功補償經濟當量的定義，則==
式中：為單位無功功率通過線路電阻引起的有功損耗值；
2．改善電壓質量
沒有無功補償裝置時，線路電壓降（簡化計算）為u1：
式中：p、q分別為負荷有功和無功功率；r、x分別為線路等值電阻和電抗；u為線路額定電壓。
安裝無功補償裝置qc後，線路電壓降為u2：
顯然u2>r，qx>>pr，因此安裝無功補償裝置qc後，引起母線的穩態電壓公升高為：
u=u1－u2=
若補償裝置連線處母線三相短路容量為sk，則，代入上式得：u=或
式中： u—投入併聯電容器裝置的電壓公升高值，kv；
u—併聯電容器裝置未投入時的母線電壓，kv；
qc—併聯電容器裝置容量，mvar；
sk—併聯電容器裝置連線處母線三相短路容量，mva。
由上式可見，qc愈大，sk愈小， u愈大，即公升壓效果越顯著，而與負荷的有功功率，無功功率關係不大。因此越接近線路末端，系統短路容量sk愈小的場合，安裝併聯電容器裝置的效果愈顯著。統計資料表明，用電電壓公升高1%，可平均增產0.
5%；電網電壓公升高1%，可使送變電裝置容量增加1.5%，降低線損2%；發電機電壓公升高1%，可挖掘電源輸出1%。
3．降低線損
線損是電網經濟執行的一項重要指標。線損與通過線路總電流的平方成正比，設送電線路輸送的有功功率p為定值，功率因數為cos1時，流過線路的總電流為i1，線路電壓為u，等值電阻為r，則此時線損為：
=裝設併聯電容器裝置後，功率因數提高為cos2，則線損為：
=線損降低值為：
設kp=。kp稱為線損降低功率係數或節能功率係數，則上式為：
線損降低的比例為：
功率因數降低與功率損耗增加的百分數之間的關係如表1。
表1功率因數提高對降低有功功率損耗的影響見表2。
表2由上式及表1、表2可見，補償後功率因數cos2越高，線損降低功率係數越大，節能效果愈好，補償容量越大，對減小有功損耗的作用變小，這說明並非補償容量越大越經濟。補償容量到底投入多少，功率因數到底提高到什麼程度最有利，需通過技術經濟比較來確定。
4．釋放發供電裝置容量
安裝併聯電容器裝置後，若有功功率p1不變，功率因數由cos1提高到cos2，相應的視在功率由s1減小到s2，即釋放容量，因此可減少系統輸變電裝置容量，或者提高系統的輸送能力，節約建設投資。
===輸變電裝置容量減小的百分數為：
=每千乏無功補償容量可釋放的輸變電裝置容量為：
=從電網無功功率消耗的基本狀況可以看出，各級網路和輸配電裝置都要消耗一定數量的無功功率，尤以配電網所佔比重最大。為了最大限度地減少無功功率的傳輸損耗，提高輸配電裝置的效率，無功補償裝置的配置，應按照「分級補償，就地平衡」的原則，合理布局。
配電網無功補償存在的問題及解決方法
摘要 無功補償是電網改造建設的重要組成部分。因為它使系統無功平衡，改善提高供電質量 降低網路損耗 從而被廣泛應用於各電壓等級電網中，本文將對配電網無功補償存在的問題及解決方法進行討論，旨在為城市配電網中無功補償的有效運用提供理論依據。關鍵詞 配電網 無功補償 存在問題 措施 1 配電網的無功補償 1...
配電網節能整體解決方案
1方案概述 根據配電網的特點，從裝置 技術和管理三個方面提出配電網的整體解決方案。其中裝置節能從裝置的角度出發，採用新技術 新工藝降低裝置自身能耗，包括採用節能型導線，節能型變壓器，節能型金具，以及負載提公升裝置 技術節能從配電網規劃 設計 執行角度出發，通過優化電網結構，優化無功補償配置和執行，應...
無功補償解決方案需提供
辛巴威專案需提供相關資料 根據貴司反饋靜態無功補償裝置投運效果不理想，功率因數很少達到0.9以上，為了提供解決方案，需要貴司配合提供如下資料 1 1 2 電爐相關資料 電爐的容量 二次側電壓 電爐短網等資料 電爐製造廠家，主要冶煉用的原材料和成品。目的 分析是否改造為動態無功補償裝置及動態無功補償裝...