张玲玲

　　安科瑞电气股份有限公司

　　摘要：随着中国经济的飞速发展，企业对供电的需求与电力设备的质量提出了更高的要求，电力系统运行的经济性与电能质量、无功功率有着密不可分的关系，本文就低压无功功率补偿装置的设计进行了阐述与研究，并介绍了无功功率补偿装置在现场的运用。

　　关键词：电能质量 无功功率 无功补偿 设计 应用

　　1 有功功率和无功功率

　　在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；一种是有功功率，一种是无功功率。

　　有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。

　　无功功率比较抽象，它用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。

　　视在功率、有功功率、无功功率的关系可以从功率三角形上得出，公式如下所示：

　　举个实例来说，电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。

　　因此，无功功率不是无用功率，它在电力系统中占据了一个重要的位置。没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。

　　2 低压无功功率补偿装置简介

　　低压无功功率补偿装置，在电力供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的位置。合理的选择低压无功功率补偿装置，可以大限度的减少网络的损耗，使用户用电质量提高。反之，不合理地选择或者使用方法不当，也有可能会造成供电系统电压波动、闪变、谐波放大等多种不可控的因素。

　　3 无功补偿装置的原理

　　从功率三角形可以看出，用户的变压器容量（S）是固定的，如果用户的设备需要的无功功率（Q）过大，就会使有功功率（P）的出力减少。这不仅会使得使用电设备不能正常工作，还可能造成线路过载导致设备损坏，此时，就需要对电力系统进行无功功率补偿。

　　图1无功补偿前图例 图2无功补偿后图例

　　4 无功补偿的经济效益

　　无功补偿的经济效益主要体现在力率电费，力率电费=有功电量×电价×力率电费调整系数。力率电费调整系数根据功率因数的值查表获得。不同基准的力率电费调整系数表见表1和表2。

　　表1 以0.90为标准值得力率电费调整表

　　表2 以0.85为标准值得力率电费调整表

　　从例子中我们可以看出，通过无功补偿能为企业产生很大的经济效益，一般10个月到一年即可收回装备成本，为企业创造收入。

　　4.1型号说明

　　4.2技术参数

　　6 ANSVC在江苏红柳床单有限公司项目的应用案例

　　6.1项目简介

　　工程地址：江苏红柳床单有限公司项目地址位于美丽富饶的江苏省无锡市江阴市，北枕长江，南近太湖，东接常熟、张家港，西连常州，地处苏锡常“金三角”几何中心，交通枢纽便利。平均海拔6米左右，全年温度条件较好，四季分明。江苏红柳床单有限公司占地面积15万平方米，建筑面积12万平方米，该项目共采购了我司2台无功补偿柜和1台有源滤波柜。针对无功补偿，测量了1#变压器出线侧，测量结果见图4，目标功率因数0.98，现场配电系统谐波源主要是变频器和开关电源，谐波频次为3次、5次、7次、11次是典型的6n±1次特性谐波，通过ANAPF有源滤波器进行治理，保护电容器。

　　6.2 无功补偿容量计算

　　补偿前视在功率为

　　,功率因数

　　，补偿前有功功率为

　　,补偿前无功功率为

　　。

　　补偿前与补偿后有功功率不变为

　　，目标功率因数

　　，补偿后视在功率为

　　,补偿后无功功率为

　　。

　　所以，需要补偿的无功功率为

　　。

　　由于考虑到实际补偿容量与标称补偿容量的区别，考虑到现场只能安放深度为800mm的柜子，所以选择配置一台350kvar主柜和一台350kvar辅柜，共700kvar。

　　作者简介

　　张玲玲，女，本科。任职单位：现任职于安科瑞电气股份有限公司

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