補(bǔ)償?shù)挠?jì)算方法

1、兩種無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算方法王前虹 韓志樹 趙建玉摘要：介紹了最大負(fù)荷補(bǔ)償計(jì)算法和平均負(fù)荷補(bǔ)償計(jì)算法兩種無功功率補(bǔ)償 的計(jì)算方法，對(duì)兩種補(bǔ)償計(jì)算方法進(jìn)行了理論分析，并通過實(shí)例進(jìn)行對(duì)比分析。 關(guān)鍵詞：功率因數(shù)；無功功率；補(bǔ)償；容量各工業(yè)企業(yè)用電系統(tǒng)功率因數(shù)的高低，直接影響整個(gè)電網(wǎng)的供電質(zhì)量和 發(fā) 電系統(tǒng)的電能利用率。過低的功率因數(shù)，不僅使電力系統(tǒng)內(nèi)的供電設(shè)備容量得 不到充分利用，增加電力電網(wǎng)中輸電線路上的電能損耗，還會(huì)使線路的電壓損 失增大，有時(shí)使得負(fù)荷端的電壓低于允許值，嚴(yán)重影響異步電動(dòng)機(jī)及其它用電 設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至損壞。電力系統(tǒng)功率因數(shù)的高低，已經(jīng)成為電力系統(tǒng)一 項(xiàng)重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此，要求

2、在電力系統(tǒng)的各級(jí)都要根據(jù) 分級(jí)就地平衡的原則， 采取措施補(bǔ)償無功功率，提高功率因數(shù)。根據(jù)對(duì)電網(wǎng)分布的分析，為了降低無 功功率提高功率因數(shù)，一般從兩方面采取措施：一是提高自然功率因數(shù)；二是采 用供應(yīng)無功功率的設(shè)備來補(bǔ)償用電設(shè)備所需的無功功率，以提高其功率因數(shù)。 稱為提高功率因數(shù)補(bǔ)償法，這種方法通常有3種：（1）采用同步電機(jī)補(bǔ)償；（2） 采用同步調(diào)相機(jī)；（3）采用移相 電容器補(bǔ)償。由于移相電容器是一種投資省、見 效快、維護(hù)方便的無功電源，工礦企業(yè)常常 選用移相電容器來提高功率因數(shù)。 因此，如何進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，正確選擇補(bǔ)償力度是電力工業(yè)中的一個(gè)重要課題。1無功功率補(bǔ)償計(jì)算方法在進(jìn)行新廠礦的電氣設(shè)計(jì)時(shí)，

3、首先要對(duì)用電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，然后根據(jù)負(fù) 荷計(jì)算情況，進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，選擇相應(yīng)的補(bǔ)償方法，選擇補(bǔ)償器。1.1最大負(fù)荷補(bǔ)償計(jì)算法所謂最大負(fù)荷補(bǔ)償計(jì)算法就是利用需要系數(shù)法，計(jì)算最大負(fù)荷時(shí)的有功功 率、無功功率和視在功率、補(bǔ)償前最大功率因數(shù)和補(bǔ)償后最大功率因數(shù)，選定 補(bǔ)償設(shè)備。如圖1所示。具體計(jì)算公式如下：補(bǔ)償前最大負(fù)荷功率因數(shù)5號(hào)=渚布補(bǔ)償后最大負(fù)荷功率因數(shù)即無功功率補(bǔ)償器的容量由下式確定Q =P (tg?tg? 2)(1)式中1.2P., Q., S-補(bǔ)償前的負(fù)荷有功功率、無功功率、視在功率；式中1.2Qji, S1-補(bǔ)償后的負(fù)荷無功功率、視在功率；Qj-無功功率補(bǔ)償器的容量，即移相電容器容量

4、。平均負(fù)荷補(bǔ)償計(jì)算法在實(shí)際中，要實(shí)行無功功率補(bǔ)償所采用的是補(bǔ)償前平均功率因數(shù)（自然平均 功率因數(shù)）和補(bǔ)償后平均功率因數(shù)來選擇移相電容器。具體計(jì)算公式如下：補(bǔ)償前平均功率因數(shù)補(bǔ)償后平均功率因數(shù)，土, HQhH=也d【尹十。靖，一（.）=3】+ K忍f心即無功功率補(bǔ)償器的容量由下式確定Q=a Pj （tg? / -tg?）（2）式中：P , Q-平均有功負(fù)荷、無功負(fù)荷；aP, & -平均有功、無功負(fù)荷系數(shù)。2兩種計(jì)算方法的比較2.1計(jì)算比較在(1)式和(2)式中，？、？是補(bǔ)償前的值，？、？是補(bǔ)償后的值，設(shè) 用兩種方法補(bǔ)償后的功率因數(shù)相同。由此可得22在實(shí)際工程中，一般都是感性負(fù)載，全廠總功率因數(shù)在

5、0.710.90，即tg?二0.990.48之間，取a =0.725, p =0.79,補(bǔ)償后的功率因數(shù)為0.95，= 2 - i) i即：tg? =0.33。U：慫 ，可見QQ ，這 說明最大負(fù)荷補(bǔ)償計(jì) 算法和平均負(fù)荷補(bǔ)償計(jì)算法選取的補(bǔ)償容量不同。C且最大負(fù)荷補(bǔ)償計(jì)算 法得到 的補(bǔ)償容量大。2.2實(shí)例對(duì)比現(xiàn)通過一個(gè)實(shí)例對(duì)兩種補(bǔ)償方法的計(jì)算結(jié)果作進(jìn)一步的對(duì)比，見表1。表1名 稱功率因數(shù)(cos?)計(jì)算負(fù)荷最大負(fù)荷平均負(fù)荷PjQ.最大負(fù)荷平均負(fù)荷全廠合計(jì)0.861263762762乘以KZ =P0.9和KZ =0.95 后0.840.82*1137724724全廠補(bǔ)償?shù)蛪弘娏﹄娙萜骺?功率-360-350全廠補(bǔ)償后 合計(jì)0.950.9511373643743結(jié)論采用最大負(fù)荷補(bǔ)償計(jì)算法和平均負(fù)荷補(bǔ)償計(jì)算法均可計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)囊?相電容器容量，達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。兩者的區(qū)別在于一種是根據(jù)最大負(fù) 荷功率進(jìn)行計(jì)算，另一種是根據(jù)平均負(fù)荷功率進(jìn)行計(jì)算，通過理論分析和實(shí)例 對(duì)比均可以看出，當(dāng)它們的功率因數(shù)都提到 相同值時(shí)(0.95)，用最大負(fù)荷補(bǔ)償 計(jì)算法計(jì)算的補(bǔ)償容量比用平均負(fù)荷補(bǔ)償計(jì)算法計(jì)算的補(bǔ)償容量大。在實(shí)際工 作過程中，有功功率最大時(shí)，無功功率未必最大。并且，實(shí)際工業(yè)企業(yè)一般不 都是在滿負(fù)荷工作，這樣用