電力系統(tǒng)無功補償

畢業(yè)論文（設計）題 目電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化、補償及無功補償技術對低壓電網功率因數(shù)的影響2007年8月30日電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化、補償及

無功補償技術對低壓電網功率因數(shù)的影響電氣工程及其自動化專業(yè)學生：指導教師：摘要：電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化和無功補償是提高系統(tǒng)運行電壓，減小網損，提高系統(tǒng)穩(wěn)定水平的有效手段。本文對當前常用的無功優(yōu)化和無功補償進行了總結，對目前無功補償和優(yōu)化存在的問題進行了一定的探討和研究。電壓是電能質量的重要指標之一，電壓質量對電網穩(wěn)定及電力設備安全運行、線路損失、工農業(yè)安全生產、產品質量、用電單耗和人民生活用電都有直接影響。無功電力是影響電壓質量的一個重要因素，電壓質量與無功是密不可分的，電壓問題本質上就是一個無功問題。解決好無功補償問題，具有十分重要的意義。關鍵詞：無功優(yōu)化無功補償網損電壓質量功率因數(shù)Reactivepowersystemoptimization,compensationandReactivepowercompensationoflowvoltage

networkofpowerfactorElectricalEngineeringandAutomationStudent:Luobifeng Supervisor：QingyuanjiuAbstract:Reactiveoptimizationandreactivecompensationofpowersystemisavalidwaytoincresethesystem'soperatingvoltageandmaintenancelevel.It'salsothewaytoreducetheinternetloss.ThisessaysummarizewhatReactiveoptimizationandreactivecompensationareinourdailylife.Italsodiscussesandstudiessomeproblemsexistinginreactiveoptimizationandreactivecompensation.VoltageisoneoftheimportanttargetsofQualityofpowersupply,whosequalitywillaffectstabilizationofpowergridsandelectricequipmentfunctioningwelldirectly. Linlossandsafetyinproductionin industryandagriculture,theproduction,squality,electricalenergydepthloss,andelectricalenergyusedbycommonpeopleeverydaywillbeinfulenceddirectlybyittoo.voltagequalitisanimportantfactortoaffectvoltagequality.sovoltagequalitandvoltagequalitarecloselyrelatedtoeachother.Theproblemsaboutvoltageistheproblemofreactiveenergyinnature.Allinall,tosolvetheproblemofreactivecompensationwellisvery meaningful and necessary.Keywords:ReactiveOptimization ReactiveCompensationInternetlossofvoltagequlityPowerFactorTOC\o"1-5"\h\z一、前言 6\o"CurrentDocument"二、無功優(yōu)化和補償?shù)脑瓌t和類型 6\o"CurrentDocument"1、無功優(yōu)化和補償?shù)脑瓌t 6\o"CurrentDocument"2、無功優(yōu)化和補償?shù)念愋?7\o"CurrentDocument"三、輸配電網絡的無功優(yōu)化 7\o"CurrentDocument"1、無功優(yōu)化的目標函數(shù) 7\o"CurrentDocument"2、優(yōu)化算法 8\o"CurrentDocument"四、配電線路上的無功補償及用戶的無功補償 8\o"CurrentDocument"1、配電線路上的無功補償 8\o"CurrentDocument"2、用戶的無功補償 10\o"CurrentDocument"五、影響功率因數(shù)的主要因素 121、異步電動機和變壓器 122、供電電壓超出額定范圍 123、電網頻率的波動 12\o"CurrentDocument"六、低壓配電網無功補償?shù)姆椒?12\o"CurrentDocument"1、隨機補償 12\o"CurrentDocument"2、隨器補償 13

\o"CurrentDocument"3、跟蹤補償 13\o"CurrentDocument"七、無功補償容量的選擇方法 131、單負荷就地補償 132、多負荷補償 14\o"CurrentDocument"八、無功補償?shù)男б?14\o"CurrentDocument"1、節(jié)省企業(yè)電費開支 14\o"CurrentDocument"2、提高設備的利用率 14\o"CurrentDocument"3、降低系統(tǒng)的能耗 15\o"CurrentDocument"4、改善電壓質量 15\o"CurrentDocument"5、增加變壓器容量 1516\o"CurrentDocument"九、結束語 1516十、參考文獻電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化、補償及無功補償技術對低壓電網功率因數(shù)的影響■,*一刖言隨著國民經濟的迅速發(fā)展，用電量的增加，電網的經濟運行日益受到重視。降低網損，提高電力系統(tǒng)輸電效率和電力系統(tǒng)運行的經濟性是電力系統(tǒng)運行部門面臨的實際問題，也是電力系統(tǒng)研究的主要方向之一。特別是隨著電力市場的實行，輸電公司（電網公司）通過有效的手段，降低網損，提高系統(tǒng)運行的經濟性，可給輸電公司帶來更高的效益和利潤。電力系統(tǒng)無功功率優(yōu)化和無功功率補償是電力系統(tǒng)安全經濟運行研究的一個重要組成部分。通過對電力系統(tǒng)無功電源的合理配置和對無功負荷的最佳補償,不僅可以維持電壓水平和提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，而且可以降低有功網損和無功網損，使電力系統(tǒng)能夠安全經濟運行。無功優(yōu)化計算是在系統(tǒng)網絡結構和系統(tǒng)負荷給定的情況下，通過調節(jié)控制變量（發(fā)電機的無功出力和機端電壓水平、電容器組的安裝及投切和變壓器分接頭的調節(jié)）使系統(tǒng)在滿足各種約束條件下網損達到最小。通過無功優(yōu)化不僅使全網電壓在額定值附近運行，而且能取得可觀的經濟效益，使電能質量、系統(tǒng)運行的安全性和經濟性完美的結合在一起，因而無功優(yōu)化的前景十分廣闊。無功補償可看作是無功優(yōu)化的一個子部分，即它通過調節(jié)電容器的安裝位置和電容器的容量，使系統(tǒng)在滿足各種約束條件下網損達到最小。無功補償，就其概念而言早為人所知，它就是借助于無功補償設備提供必要的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗，改善電網電壓質量。無功補償?shù)暮侠砼渲迷瓌t從電力網無功功率消耗的基本狀況可以看出，各級網絡和輸配電設備都要消耗一定數(shù)量的無功功率，尤以低壓配電網所占比重最大。為了最大限度地減少無功功率的傳輸損耗，提高輸配電設備的效率，無功補償設備的配置，應按照“分級補償，就地平衡”的原則，合理布局。⑴總體平衡與局部平衡相結合，以局部為主。⑵電力部門補償與用戶補償相結合。在配電網絡中，用戶消耗的無功功率約占50%?60%，其余的無功功率消耗在配電網中。因此，為了減少無功功率在網絡中的輸送，要盡可能地實現(xiàn)就地補償，就地平衡，所以必須由電力部門和用戶共同進行補償。⑶分散補償與集中補償相結合，以分散為主。集中補償，是在變電所集中裝設較大容量的補償電容器。分散補償，指在配電網絡中分散的負荷區(qū)，如配電線路，配電變壓器和用戶的用電設備等進行的無功補償。集中補償，主要是補償主變壓器本身的無功損耗，以及減少變電所以上輸電線路的無功電力，從而降低供電網絡的無功損耗。但不能降低配電網絡的無功損耗。因為用戶需要的無功通過變電所以下的配電線路向負荷端輸送。所以為了有效地降低線損，必須做到無功功率在哪里發(fā)生，就應在哪里補償。所以，中、低壓配電網應以分散補償為主 。（4）降損與調壓相結合，以降損為主。二無功優(yōu)化和補償?shù)脑瓌t和類型1、無功優(yōu)化和補償?shù)脑瓌t在無功優(yōu)化和無功補償中，首先要確定合適的補償點。無功負荷補償點一般按以下原則進行確定：1）根據(jù)網絡結構的特點，選擇幾個中樞點以實現(xiàn)對其他節(jié)點電壓的控制；2）根據(jù)無功就地平衡原則，選擇無功負荷較大的節(jié)點。3）無功分層平衡，即避免不同電壓等級的無功相互流動，以提高系統(tǒng)運行的經濟性。4）網絡中無功補償度不應低于部頒標準0.7的規(guī)定。2、無功優(yōu)化和補償?shù)念愋碗娏ο到y(tǒng)的無功補償不僅包括容性無功功率的補償而且包括感性無功功率的補償。在超高壓輸電線路中（500kV及以上），由于線路的容性充電功率很大，據(jù)統(tǒng)計在500kV每公里的容性充電功率達1.2Mvar/km。這樣就必須對系統(tǒng)進行感性無功功率補償以抵消線路的容性功率。如實際上，電網在500kV的變電所都進行了感性無功補償，并聯(lián)了高壓電抗和低壓電抗，使無功在500kV電網平衡。三輸配電網絡的無功優(yōu)化（閉式網）電力系統(tǒng)的無功補償從優(yōu)化方面可從兩個方面說起，即輸配電網絡（閉式網）和配電線路及用戶的無功優(yōu)化和補償（開式網）。1、無功優(yōu)化的目標函數(shù)參考文獻13］中著名的等網損微增率定律指出，當全網網損微增率相等時，此時的網損最小。無功的補償點應設置在網損微增率較小的點（網損微增率通常為負值時進行無功補償），這樣通過與最優(yōu)網損微增率相結合進行反復迭代求解得到優(yōu)化的最佳點。一方面，該方法沒有計及其它控制變量的調節(jié)作用，同時在實際運行中也不可能通過反復迭代使全網網損微增率相等，這樣做的計算量太大且費時。與此同時，國內外學者對無功優(yōu)化進行了大量研究，提出了大量的無功優(yōu)化的數(shù)學模型的優(yōu)化算法。無功優(yōu)化的數(shù)學模型主要有兩種，其一為不計無功補償設備的費用，以系統(tǒng)網損最小為主要目的。即優(yōu)化狀態(tài)時無功優(yōu)化的目標函數(shù)可用下式表達：ft.b.Min (I)區(qū)WKWKr上式中匕，匕表示電壓的下限、上限：Qq，Qv,我示電容器組的下限、1:限.Ktf.Ktf分別表示變壓器變比的卜陽.上限:Q/.Q.表示發(fā)電機電壓的下限、上限m其二，以系統(tǒng)運行最優(yōu)為目標函數(shù)，它計及了系統(tǒng)由于補償后減小的網損費用和添加補償設備的費用，可用下式表達：F=做23尸￡十(江十力布Qt￡(2)3",匕工匕〈口砧-WQeWQ；式中，P為每度電價，Tmax為年最大負荷損耗小時數(shù)，a、Y分別表示為無功補償設備年度折舊維護率和投資回收率，KC為單位無功補償設備的價格，QCE為無功補償總容量。模型二考慮了投資問題，可認為是一種比較理想的模型。特別是隨著電力市場的實行，各部門都追求經濟效益，顯然考慮了無功投資問題更合理一些。2、優(yōu)化算法由于電力系統(tǒng)的非線性、約束的多樣性、連續(xù)變量和離散變量混合性和計算規(guī)模較大使電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化存在著一定的難度。將非線性無功優(yōu)化模型線性化求解，是一些算法的出發(fā)點，如基于靈敏度分析的無功優(yōu)化潮流、無功綜合優(yōu)化的線性規(guī)劃內點法、帶懲罰項的無功優(yōu)化潮流和內點法等等，以上均是通過將非線性規(guī)劃運用泰勒級數(shù)展開，忽略二階及以上的項，建立線性化模型求得優(yōu)化解。這些方法由于在線性化的過程中，忽略了二階及以上的項，其計算的收斂性得不到保證。為了提高優(yōu)化計算的收斂性，又提出了將罰函數(shù)的思想引入線性規(guī)劃，提出了帶懲罰項的無功優(yōu)化潮流模型與算法，使依從變量的越限消除或減小到最低限度。但它不能從根本上結局線性化后的不收斂問題。針對線性算法方法的不足，又提出了一些運用非線性算法，混合整數(shù)規(guī)劃、約束多面體法和非線性原-對偶算法等等。盡管這些方法能在理論上找到最優(yōu)解，但由于無功優(yōu)化本身的特性，使計算復雜、費時，且不能保證可靠收斂。為了提高收斂性和非線性的對于無功優(yōu)化中的離散變量(變壓器分接頭的調節(jié)，電容器組的投切)的處理，基于人工智能的新方法，相繼提出了遺傳算法， Tabu搜

索法，啟發(fā)式算法，改進的遺傳算法，分布計算的遺傳算法和摸似退火算法等等，這些算法在一定的程度上提高了無功優(yōu)化的收斂性和計算速度，并且有些方法已經投入實際應用并取得了較好的效果。但在無功優(yōu)化仍有以下一些問題需要解決：1）由于無功優(yōu)化是非線性問題，而非線性規(guī)劃常常收斂在局部最優(yōu)解，如何求出其全局最優(yōu)解仍需進一步研究和探討。2）由于以網損為最小的目標函數(shù)，它本身是電壓平方的函數(shù)，在求解無功優(yōu)化時，最終求得的解可能有不少母線電壓接近于電壓的上限，而在實際運行部門又不希望電壓接近于上限運行。如果將電壓約束范圍變小，可能造成無功優(yōu)化的不收斂或者要經過反復修正、迭代才能求出解（需人為的改變局部約束條件）。如何將電壓質量和經濟運行指標相統(tǒng)一仍需進一步研究。3）無功優(yōu)化的實時性問題。伴隨著電力系統(tǒng)自動化水平的提高，對無功優(yōu)化的實時性提出了很高的要求，如何在很短的時間內避免不收斂，求出最優(yōu)解仍需進一步研究。四配電線路上的無功補償及用戶的無功補償1、配電線路上的無功補償由于35kV、10kV及一些低壓配電線路的電阻相對較大，無功潮流在線路上流動時引起的功率損耗較大且電壓損耗較大，故其無功補償理論建立在其上。經典的線路補償理論認為電容器安裝的位置可見下表。表1配電線路上最佳無功補俊點和容量的確定電容器高線路末端距離電容器安裝組數(shù)第一組第二組第三組總容量L/32Q/3L/3L/53A/54Q/5L/53A/54Q/5其原理可簡述如下：當線路輸送的無功功率Q，線路長度L，每組補償距離為x，時，每組補償容量為Qx__ _ Qx=Qx/L當認為電容器安裝在補償區(qū)間中心時，降低的線損最大。無功潮流圖可見圖1所示:當?shù)趇組電容器安裝地點離末端的距離為:x,—ix-h/2=Q-172)x此時，線路的損耗可用下式淞達：&Ph=飛中鏟"T 取運-《工一制工”(3)上式對工求偏導,可得出下式工jt=2/7(2?4-1)y線路的無動流"對任一組電容器安裝位置離末端的位置為：xi=L(2i-1)/(2n+1)其最佳補償容量為：nQx=2nQ/(2n+1)這樣即可求得表1的數(shù)據(jù)。對于配電線路的無功補償可有效降低網損，但它的效果不如在低壓側補償。這個結論是假定無功潮流是均勻分布的，如果線路上的無功潮流為非均勻分布的，得出的結論將不同；同時在線路上安裝電容器組時，其維護、操作比較不便，且也沒有考慮補償設備的投資問題。因此，建議采用下述方式。2、用戶的無功補償對于企業(yè)及大負荷用電單位，按照無功補償?shù)姆N類又分為高壓集中補償、低壓集中補償和低壓就地補償。文獻［8］指出在補償容量相等的情況下，低壓就地補償減低的線損最大，因而經濟效益最佳。這是可以理解的。由于低壓就地補償了負荷的感性部分，使流經線路和變壓器上的無功電流大大減小，顯然此種方法所取得的經濟效益最佳。但是上述并沒有指出最佳補償容量應為多少？同時也沒有計及無功設備的投資。文獻［6］指出了對于開式網的最佳補償容量，三種常見的開式網可見圖2所示。口上嫄0負荷(1)放射式開式網的最佳無功補償(1)放射式開式網的最佳無功補償對于用戶或經配變出線的開式網絡，針對開式網的接線的最佳無功補償容量，參考文獻［圉進行了詳細的推導。其，目標函數(shù)采用第二奘目標函數(shù)，為了分析，下面進行了簡單的推導：對于網絡為放射式網絡，此時網絡年計算支出費用與無功補償?shù)年P系可表達為:￥=曲2巴+ +(4)由于主要研究的是無功功率對有功網損的影響，因此有功功率對網損的影響可不考慮，(4)式可簡化為下式：(4)令上式對Qf0的倡導數(shù)等于零，可得出在，節(jié)點設置的最佳補償容量為:Qc=Ql1+0, (6)在其余節(jié)點的補償QCn,op均于上式相同。(2)干線式和鏈式開式網的最佳無功補償對于干線式及鏈式接線開式網，在第i=1點設置無功補償，其QC1,op同放射式開式網，若在i=1,2設置無功補償，見圖2(b)、(c)所示。此時年計算支出費用可用下式表達：+心瞪心s+>)Ka￡⑺同理，可求得QC2,op的表達式為（為了簡化起見，節(jié)點2電壓可認為與節(jié)點1電壓近似相等）：式中RE為干線式或鏈式接線開式網線路電阻之和，此處RE=R1+R2,推廣到網絡節(jié)點數(shù)為i,干線式或鏈線式開式網線路段數(shù)為m,綜合可得開式網各處無功負荷最佳補償容量QCi,op的計算通式為：=Qli上述公式簡單明了，且將著名的等網損微增率和最優(yōu)網損微增率結合在一起，通過計算公式一次性能得出最佳補償容量，避免了計算的迭代過程，具體算例可見參考文獻［3］例6-2,在6-2例中，求解最佳補償容量是通過求解5組方程，6次迭代所得，而利用上述的推導公式可一次性計算出。五影響功率因數(shù)的主要因素功率因數(shù)的產生主要是因為交流用電設備在其工作過程中，除消耗有功功率外，還需要無功功率。當有功功率P一定時，如減少無功功率Q,則功率因數(shù)便能夠提高。在極端情況下，當Q=0時，則其力率=1。因此提高功率因數(shù)問題的實質就是減少用電設備的無功功率需要量。1、異步電動機和電力變壓器是耗用無功功率的主要設備異步電動機的定子與轉子間的氣隙是決定異步電動機需要較多無功的主要因素。而異步電動機所耗用的無功功率是由其空載時的無功功率和一定負載下無功功率增加值兩部分所組成。所以要改善異步電動機的功率因數(shù)就要防止電動機的空載運行并盡可能提高負載率。變壓器消耗無功的主要成份是它的空載無功功率，它和負載率的大小無關。因而，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應空載運行或長其處于低負載運行狀態(tài)。2、供電電壓超出規(guī)定范圍也會對功率因數(shù)造成很大的影響當供電電壓高于額定值的10%時，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快，據(jù)有關資料統(tǒng)計，當供電電壓為額定值的110%時，一般工廠的無功將增加35%左右。當供電電壓低于額定值時，無功功率也相應減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會影響電氣設備的正常工作。所以，應當采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。3、電網頻率的波動也會對異步電機和變壓器的磁化無功功率造成一定的影響以上論述了影響電力系統(tǒng)功率因數(shù)的一些主要因素，因此必須要尋求一些行之有效的、能夠使低壓電力網功率因數(shù)提高的一些實用方法，使低壓網能夠實現(xiàn)無功的就地平衡，達到降損節(jié)能的效果。六低壓配電網無功補償?shù)姆椒ㄌ岣吖β室驍?shù)的主要方法是采用低壓無功補償技術，我們通常采用的方法主要有三種：隨機補償、隨器補償、跟蹤補償。1、隨機補償隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝置與電機，同時投切。隨機補償適用于補償電動機的無功消耗，以補勵磁無功為主，此種方式可較好地限制用電單位無功負荷。隨機補償?shù)膬?yōu)點是：用電設備運行時，無功補償投入，用電設備停運時，補償設備也退出，而且不需頻繁調整補償容量。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活，維護簡單、事故率低等。2、隨器補償隨器補償是指將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器二次側，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。配變在輕載或空載時的無功負荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配變空載無功是用電單位無功負荷的主要部分，對于輕負載的配變而言，這部分損耗占供電量的比例很大，從而導致電費單價的增加。隨器補償?shù)膬?yōu)點：接線簡單、維護管理方便、能有效地補償配變空載無功，限制農網無功基荷，使該部分無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低無功網損，具有較高的經濟性，是目前補償無功最有效的手段之一。3、跟蹤補償跟蹤補償是指以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組補償在大用戶0.4kv母線上的補償方式。適用于100kVA以上的專用配變用戶，可以替代隨機、隨器兩種補償方式，補償效果好。跟蹤補償?shù)膬?yōu)點是運行方式靈活，運行維護工作量小，比前兩種補償方式壽命相對延長、運行更可靠。但缺點是控制保護裝置復雜、首期投資相對較大。但當這三種補償方式的經濟性接近時，應優(yōu)先選用跟蹤補償方式。七無功功率補償容量的選擇方法無功補償容量以提高功率因數(shù)為主要目的時，補償容量的選擇分兩大類討論，即單負荷就地補償容量的選擇（主要指電動機）和多負荷補償容量的選擇（指集中和局部分組補償）。1、單負荷就地補償容量的選擇的幾種方法（1）、美國資料推薦：Qc=（1/3）Pe[額定容量的1/3]（2）、日本方法：從電氣計算日文雜志中查到：1/4?1/2容量計算考慮負載率及極對數(shù)等因素，按式（5）選取的補償容量，在任何負載情況下都不會出現(xiàn)過補償，而且功率因數(shù)可以補償?shù)?.90以上。此法在節(jié)能技術上廣泛應用，對一般情況都可行，特別適用于Io/Ie比值較高的電動機和負載率較低的電動機。但是對于Io/Ie較低的電動機額定負載運行狀態(tài)下，其補償效果較差。(3)、經驗系數(shù)法：由于電機極數(shù)不同，按極數(shù)大小確定經驗系數(shù)選擇容量比較接近實際需要的電容器，采用這種方法一般在 70%負荷時，補后功率因數(shù)可在0.95~0.97之間經驗系數(shù)表電機類型一般電機起重電機冶金電機極數(shù)246810810補償容量(kvar/kw)0.20.2~0.250.25~0.30.35~0.40.50.60.75電機容量大時選下限，小時選上限；電壓高時選下限，小時選上限4Qc=P[J1/COS2q1-1-J1/COS2Q2-1]實際測試比較準確方法此法適用于任何一般感性負荷需要精確補償?shù)木偷匮a償容量的計算。(4)、如果測試比較麻煩，可以按下式QcWV3UeIoX10-3(kvar)Io-空載電流=2Ie(1-COSQe)瑞典電氣公司推薦公式Qo 若電動機帶額定負載運行，即負載率P=1,則：Qo 根據(jù)電機學知識可知，對于Io/Ie較低的電動機(少極、大功率電動機)，在較高的負載率P時吸收的無功功率QP與激勵容量Qo的比值較高，即兩者相差較大，在考慮導線較長，無功經濟當量較高的大功率電動機以較高的負載率運行方式下，此式來選取是合理的。(5)、按電動機額定數(shù)據(jù)計算：Q=k(1-cos2qe)3UeIeX10-3(kvar)K為與電動機極數(shù)有關的一個系數(shù)極數(shù)：246810K值：0.70.80.850.92、多負荷補償容量的選擇多負荷補償容量的選擇是根據(jù)補償前后的功率因數(shù)來確定。(1)對已生產企業(yè)欲提高功率因數(shù)，其補償容量Qc按下式選擇：Qe=KmKj(tg^1-tgQ2)/Tm式中：Km為最大負荷月時有功功率消耗量，由有功電能表讀得；Kj為補償容量計算系數(shù)，可取0.8?0.9。Tm為企業(yè)的月工作小時數(shù)；tgQ1、tgQ2意義同前，tgQ1由有功和無功電能表讀數(shù)求得。(2)對處于設計階段的企業(yè)，無功補償容量Qc按下式選擇：Qc=KnPn(tgQ1-tgQ2)式中Kn為年平均有功負荷系數(shù)，一般取0.7?0.75。Pn為企業(yè)有功功率之和；tgQ1、tgQ2意義同前。tgQ1可根據(jù)企業(yè)負荷性質查手冊近似取值，也可用加權平均功率因數(shù)求得cosQ1。多負荷的集中補償電容器安裝簡單，運行可靠、利用率較高。但電氣設備不連續(xù)運轉或輕負荷運行時，會造成過補償，使運行電壓抬高，電壓質量變壞。因此這種方法選擇的容量，對于低壓來說最好采用電容器組自動控制補償，即根據(jù)負荷大小自動投入無功補償容量的多少，對高壓來說應考慮采取防過補償措施。八無功補償?shù)男б嬖诂F(xiàn)代用電企業(yè)中，在數(shù)量眾多、容量大小不等的感性設備連接于電力系統(tǒng)中，以致電網傳輸功率除有功功率外，還需無功功率。如自然平均功率因數(shù)在0.70?0.85之間。企業(yè)消耗電網的無功功率約占消耗有功功率的60%?90%,如果把功率因數(shù)提高到0.95左右，則無功消耗只占有功消耗的30%左右。由于減少了電網無功功率的輸入，會給用電企業(yè)帶來效益。1、節(jié)省企業(yè)電費開支提高功率因數(shù)對企業(yè)的直接經濟效益是明顯的，因為國家電價制度中，從合理利用有限電能出發(fā)，對不同企業(yè)的功率因數(shù)規(guī)定了要求達到的不同數(shù)值，低于規(guī)定的數(shù)值，需要多收電費，高于規(guī)定數(shù)值，可相應地減少電費。可見，提高功率因數(shù)對企業(yè)有著重要的經濟意義。2、提高設備的利用率對于原有供電設備來講，在同樣有功功率下，因功率因數(shù)的提高，負荷電流減少，因此向負荷傳送功率所經過的變壓器、開關和導線等供配電設備都增加了功率儲備，從而滿足了負荷增長的需要；如果原網絡已趨于過載，由于功率因數(shù)的提高，輸送無功電流的減少，使系統(tǒng)不致于過載運行，從而發(fā)揮原有設備的潛力；對尚處于設計階段的新建企業(yè)來說則能降低設備容量，減少投資費用，在一定條件下，改善后的功率因數(shù)可以使所選變壓器容量降低。因此，使用無功補償不但減少初次投資費用，而且減少了運行后的基本電費。3、降低系統(tǒng)的能耗補償前后線路傳送的有功功率不變，P=IUCOSQ，由于COSQ提高，補償后的電壓U2稍大于補償前電壓U1,為分析問題方便，可認為U2^U1從而導出I1COSQ1=I2COSq2。即I1/I2=COSq2/COSq1,這樣線損P減少的百分數(shù)為：△P%=(1-I22/I12)X100%=(1-COS2q1/COS2q2)X100%當功率因數(shù)從0.70?0.85提高到0.95時，由⑵式可求得有功損耗將降低20%?45%。4、改善電壓質量以線路末端只有一個集中負荷為例，假設線路電阻和電抗為R、X,有功和無功為P、Q,則電壓損失△U為：△U=(PR+QX)/UeX10-3(KV)兩