1 無(wú)功功率的產(chǎn)生及定義
交流電路中,，由于感性或容性負(fù)載的存在，建立電感的磁場(chǎng)或電容的電場(chǎng)都需要電源多提供一部分不做機(jī)械工的功率，稱為無(wú)功功率,。無(wú)功功率把電能裝換成另一種形式的能量，其不直接消耗電能,，這也是各種電氣設(shè)備能夠做功的必要條件,，并且使這種能量在電網(wǎng)中進(jìn)行周期性的轉(zhuǎn)換。電流在電容原件中做功時(shí),，電流是超前電壓90o的,，在同一電路工作中，電感產(chǎn)生電流與電容產(chǎn)生電流的方向是相反的，并且相差180o,。
2 無(wú)功補(bǔ)償的意義
一般大型企業(yè)采用大量用電設(shè)備,，包括電感電動(dòng)機(jī)、變壓器等,。供電系統(tǒng)中既包括有功功率,，又包括無(wú)功功率，使發(fā)電設(shè)備和輸電設(shè)備不能充分發(fā)揮作用,，并增加輸電線路的功率損耗和電壓損失,，故提高用戶的功率因數(shù)有如下益處。①提高電力系統(tǒng)的供電能力,；②減少網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失,，提高供電質(zhì)量；③降低網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗,。
3 無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>
為了提高功率因數(shù),，要盡可能的減少電力系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備所消耗的無(wú)功功率。特別是減少負(fù)荷,，減少設(shè)備從電網(wǎng)中取用的無(wú)功功率,，使電網(wǎng)在輸送有功功率時(shí)，少輸送或不輸送無(wú)功功率,。
3.1 選擇正確電氣設(shè)備
?、龠x擇間隔小，電阻小的電氣設(shè)備,。如選用電動(dòng)機(jī)時(shí),，應(yīng)盡量選擇鼠籠式電動(dòng)機(jī)等。
?、谶x用設(shè)備時(shí),，盡量避免輕載運(yùn)行。如選用電動(dòng)機(jī),、變壓器時(shí),，應(yīng)盡量選擇容量合適的型號(hào)。
3.2 合理運(yùn)行電氣設(shè)備
?、匐妱?dòng)機(jī),、變壓器杜絕輕載運(yùn)行。針對(duì)負(fù)荷小于40%額定功率的電動(dòng)機(jī),，在滿足其啟動(dòng)條件和穩(wěn)定工作等硬性條件下,，可以更換小容量的電機(jī)，或者將電動(dòng)機(jī)接線采用星型接法,。針對(duì)平均負(fù)荷小于30%的變壓器,，可以更換成小容量的變壓器,，或者調(diào)整參數(shù)負(fù)荷。
?、趪?yán)格按照調(diào)度制度,，合理安排生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間，控制設(shè)備空載運(yùn)行,。
?、厶岣咴O(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)和檢修質(zhì)量，確保電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)作情況,，符合電磁特性負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn),。
3.3 人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)
人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)的做法是采用供應(yīng)無(wú)功功率的設(shè)備來(lái)就地補(bǔ)償用電設(shè)備所需要的無(wú)功功率，以減少線路中的無(wú)功輸送,。
3.4 并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)
3.4.1 電容并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?/p>
在國(guó)內(nèi)的大型企業(yè)中,，大部分是電感性和電阻性的負(fù)載。因此總的電流ì將滯后電壓一個(gè)角度Φ,。如果裝設(shè)電容器,，并與負(fù)載并聯(lián)，則電容器的電流ìc將抵消一部分電感電流ìl,從而使無(wú)功電流ìl 減小到ìl＇,，總的電流ì減少到ì＇，功率因數(shù)則由cosΦ提高到cosΦ＇,，如果電容器容量選擇得當(dāng),，可使Φ減少到0而cosΦ提高到1，這就是并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟怼?/p>
3.4.2無(wú)功補(bǔ)償區(qū)
在供電系統(tǒng)中為提高功率因數(shù),，通常采用將電力電容器組并聯(lián)或者運(yùn)用其他無(wú)功補(bǔ)償裝置,。這樣就需要考慮電力電容器組裝設(shè)的地點(diǎn)，不同的裝設(shè)地點(diǎn),，得到的無(wú)功補(bǔ)償區(qū)及其取得的補(bǔ)償效益是不同的,。對(duì)于用戶供電系統(tǒng)，電力電容器組的設(shè)置有高壓集中補(bǔ)償,、低壓成組補(bǔ)償和就地補(bǔ)償三種方式,。
①高壓集中補(bǔ)償方式,。優(yōu)點(diǎn)：采用高壓集中補(bǔ)償?shù)某跗?，投資要求較低。6~10KV母線上產(chǎn)生的無(wú)功功率其曲線變化比較平穩(wěn),，便于運(yùn)行管理和調(diào)節(jié),，而且利用率高，可提高企業(yè)供電系統(tǒng)的變壓器的負(fù)荷能力,。 缺點(diǎn)：高壓集中補(bǔ)償方式對(duì)環(huán)境要求高,，需要設(shè)有專門的電容器室,，并且通風(fēng)好，室內(nèi)溫度適宜,，并要求有可靠的放電設(shè)備,。但是其經(jīng)濟(jì)效果較差，因?yàn)橹荒苎a(bǔ)償6~10KV電源方向上產(chǎn)生的無(wú)功功率和所有向該母線供電的線路上的無(wú)功功率,，而對(duì)于負(fù)荷方向的電網(wǎng)并沒有無(wú)功補(bǔ)償效果,。高壓集中補(bǔ)償雖然對(duì)本企業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益較差，但從整體上完善了地區(qū)電網(wǎng),，提高了區(qū)域大電網(wǎng)的功率因數(shù),，所以至今仍是城市及大中型工礦企業(yè)采用的主要無(wú)功補(bǔ)償方式。
?、诘蛪撼山M補(bǔ)償方式,。優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償區(qū)域大于高壓集中補(bǔ)償區(qū)域，使用用戶能夠獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益,。而且投資小,，通常安裝在低壓配電室，平時(shí)運(yùn)行維護(hù)和管理方便安全,。
?、鄯稚⒕偷匮a(bǔ)償方式。優(yōu)點(diǎn)：這種方式是將電容組分別裝設(shè)在各組用電設(shè)備上,，或安裝在單獨(dú)的大容器電動(dòng)機(jī)處,。與用電設(shè)備要同時(shí)啟用，同時(shí)運(yùn)行,，但不能共用一套控制系統(tǒng),。
4 某廠現(xiàn)有的無(wú)功補(bǔ)償措施及建議
4.1 某廠現(xiàn)在采用的是高壓集中補(bǔ)償和低壓組成組補(bǔ)償
從效果來(lái)看，高壓集中補(bǔ)償采用了高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置,，可根據(jù)控制器對(duì)系統(tǒng)無(wú)功的采樣,，自動(dòng)分組投切電容器組，使月平均功率因數(shù)穩(wěn)定在0.95以上,，無(wú)功自動(dòng)投切成套裝置每套容量為2200kVar,每組容量分別為450kVar,、750kVar、1000kVar,，可實(shí)現(xiàn)459,、750、1000,、1200,、1450、1750,、2000kVar,，七級(jí)投切,。可實(shí)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)電壓,、電流,、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)?？稍诤笈_(tái)控制計(jì)算機(jī)顯示電容器投切及切除情況,，引入控制信號(hào)于接點(diǎn)電容器進(jìn)行投切控制。在外部故障或停電時(shí)自動(dòng)退出,，送點(diǎn)后自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行,。
低壓成組補(bǔ)償采用安科瑞ANSVC低壓無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，適用于頻率50Hz電壓0.4kV電網(wǎng)的無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償,，它集無(wú)功補(bǔ)償,、電網(wǎng)監(jiān)測(cè)于一體，不但可以通過投切電容器組來(lái)補(bǔ)償電網(wǎng)中的無(wú)功損耗,，提高功率因數(shù),，降低線損，從而提高電網(wǎng)的負(fù)載能力和供電質(zhì)量,，同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的三相電壓,、電流、功率因數(shù)等電量參數(shù),。
功能特點(diǎn)
組成要素：柜體,、無(wú)功補(bǔ)償控制器、復(fù)合開關(guān),、電抗器、浪涌保護(hù)器,、電容器組等,。具有快速的響應(yīng)速度，可連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),、無(wú)涌流,、拉弧，無(wú)機(jī)械開關(guān)使用壽命的限制,。
應(yīng)用領(lǐng)域
電力,、汽車、冶金,、鐵道,、石油、港口,、輕工,、機(jī)械制造,、化工、造紙,、紡織,、煤炭、造船,、通訊,、建材、機(jī)場(chǎng),、大型場(chǎng)館,、高層建筑等場(chǎng)所配電系統(tǒng)。
4.2建議某廠的一些單臺(tái)高壓電機(jī)加設(shè)就地補(bǔ)償裝置
4.2.1原因
由于變電所的高壓集中補(bǔ)償,，只補(bǔ)償6000母排至電網(wǎng)段,，而電機(jī)至母排段并未得到補(bǔ)償，由于高壓機(jī)電的電纜距離比較長(zhǎng),，這樣在電纜上的損耗就比較大,，而且增加了線路上的壓降，使電機(jī)兩端的電壓降低,。對(duì)于感應(yīng)電動(dòng)機(jī),，其轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，當(dāng)電壓降低10%,，轉(zhuǎn)矩則降低到81%,，使電動(dòng)機(jī)難以帶負(fù)荷啟動(dòng)，而且影響電機(jī)的使用壽命,。
4.2.2 就地補(bǔ)償裝置解決方案
安科瑞AZC系列智能電容器由智能測(cè)控單元,、晶閘管復(fù)合開關(guān)電路、線路保護(hù)單元,、兩臺(tái)共補(bǔ)或一臺(tái)分補(bǔ)低壓電力電容器構(gòu)成,，替代常規(guī)由熔絲、復(fù)合開關(guān)或機(jī)械式接觸器,、熱繼電器,、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導(dǎo)線連接而組成的自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償裝置,，改變了傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置體積龐大和笨重的結(jié)構(gòu)模式,，具有更好的補(bǔ)償效果。
AZCL系列智能集成式諧波抑制電力電容補(bǔ)償裝置是以低壓電力電容器,、高性能電抗器,、高可靠投切開關(guān)、控制系統(tǒng)為主體,，采用微電子軟硬件技術(shù),、微型傳感器技術(shù),、微型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電器制造技術(shù)等新技術(shù)成果，將其智能化,，實(shí)現(xiàn)低壓無(wú)功補(bǔ)償功能,，能夠可靠工作。主要應(yīng)用于諧波十分嚴(yán)重場(chǎng)合的無(wú)功補(bǔ)償,，能夠可靠運(yùn)行,，不會(huì)產(chǎn)生諧振，在一定程度上有吸收消除諧波的功能,，其中串接7%電抗器的產(chǎn)品使用于主要諧波為5次,、7次及以上的電氣環(huán)境，串接14%電抗器的產(chǎn)品使用于主要諧波為3次及以上的電氣環(huán)境,。
功能特點(diǎn)
過零投切,，分相補(bǔ)償，溫度保護(hù),，缺相保護(hù),，過壓、欠壓保護(hù),；
諧波功能,，智能網(wǎng)絡(luò)控制，高可靠性,；
積木結(jié)構(gòu),，接線簡(jiǎn)單，擴(kuò)容方便,，維護(hù)方便,，效果顯著。
應(yīng)用領(lǐng)域
成套柜,、戶外配電箱,、城市電網(wǎng)、農(nóng)村電網(wǎng),、廠礦企業(yè)、石油化工,、民用建筑,、市政商業(yè)建筑、軌道交通配電系統(tǒng)等領(lǐng)域,。