4 無(wú)功補(bǔ)償效益的簡(jiǎn)要分析
配變低壓無(wú)功補(bǔ)償能有效降低配電變及以上輸配電網(wǎng)的損耗。由于計(jì)算整個(gè)電網(wǎng)損耗涉及因素多，工作量大，下面僅以圖1中節(jié)點(diǎn)4的1000kVA變壓器為例，通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算，說(shuō)明無(wú)功補(bǔ)償具有巨大的直接和間接效益。
設(shè)補(bǔ)償前節(jié)點(diǎn)4變壓器滿載運(yùn)行，視在功率S＝1000KVA，功率因數(shù)COSφ＝0.85，年用電時(shí)間為T(mén)＝3000小時(shí)，計(jì)算：1）若將COSφ提高到0.95，計(jì)算需要的補(bǔ)償電容器容量；2）補(bǔ)償前需要支付的年費(fèi)用；3）補(bǔ)償裝置單位投資為150元/kvar，補(bǔ)償裝置本身?yè)p耗為3％，投資回收率為10％/年，計(jì)算補(bǔ)償后的年效益。
根據(jù)已知條件，可計(jì)算補(bǔ)償前
P1＝SCOSφ1＝1000×0.85＝850kW
Q1＝Ssinφ1＝1000×0.52678＝526.78kvar
1）求需要安裝的補(bǔ)償電容器容量x
因裝置本身有功損耗為3％，補(bǔ)償后的電網(wǎng)無(wú)功Q2＝526.78－x，要求COSφ為0.95，可求tgφ2＝0.3287，于是有
可求補(bǔ)償容量x＝245.73≈246kvar
2）補(bǔ)償前需要支付的年費(fèi)用
基本電費(fèi)：一般按最大負(fù)荷收取，設(shè)每KVA收取的費(fèi)用為180元/年，故有
FJ1＝180×1000＝18萬(wàn)元
電量電費(fèi)：設(shè)每KWh為0.4元，故有
FD1＝0.4×850×3000＝102萬(wàn)元
補(bǔ)償前年費(fèi)用：
FZ1＝FJ1+ FD1＝18+102＝120萬(wàn)元
3）補(bǔ)償后需要支付的年費(fèi)用和年效益
補(bǔ)償后的視在功率和基本電費(fèi)：
kVA
FJ2＝180×857＝15.426萬(wàn)元
電量電費(fèi)：FD2＝0.4×(850+0.03×246)×3000＝102.88萬(wàn)元
補(bǔ)償裝置折舊費(fèi)：
Ff＝150×246×10％＝0.369萬(wàn)元
補(bǔ)償后年費(fèi)用：FZ2＝FJ2+ FD2+ Ff＝
15.426+102.88+0.369＝118.675萬(wàn)元
安裝無(wú)功補(bǔ)償可獲得的年效益
△F＝FZ1－FZ2＝120－118.675＝1.325萬(wàn)元
上面僅僅是無(wú)功補(bǔ)償提高功率因數(shù)角度計(jì)算的效益；如果計(jì)及降低輸配電網(wǎng)損耗、功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)，以及節(jié)約建設(shè)投資、改善電壓質(zhì)量等方面因素，其經(jīng)濟(jì)效益更加可觀。
5 產(chǎn)品選型及工程應(yīng)注意的問(wèn)題
低壓無(wú)功補(bǔ)償安裝地點(diǎn)分散、數(shù)量多，且配電網(wǎng)電壓、負(fù)荷情況復(fù)雜；工程中相關(guān)問(wèn)題考慮不周，不僅影響裝置正常運(yùn)行，也帶來(lái)很多維護(hù)、管理等問(wèn)題，工程問(wèn)題必須引起重視。
1）運(yùn)行及產(chǎn)品可靠性問(wèn)題
與配電變壓器相比，低壓補(bǔ)償裝置的維護(hù)量無(wú)疑要高很多；控制系統(tǒng)越復(fù)雜、功能越多，維護(hù)工作量越大。有些單位從“長(zhǎng)遠(yuǎn)”考慮，提出聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控等很多要求，無(wú)疑會(huì)增大投資和運(yùn)行維護(hù)量，事實(shí)是很多沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)的可能。
低壓補(bǔ)償裝置的可靠性在開(kāi)關(guān)和電容器，電容器壽命與工作條件有關(guān)，因此裝置的投切開(kāi)關(guān)是關(guān)鍵。大量工程實(shí)踐表明，戶外配變無(wú)功補(bǔ)償因工作條件差，晶閘管或接觸器補(bǔ)償裝置難滿足可靠性要求[2>，機(jī)電一體開(kāi)關(guān)是最佳選擇。
2）產(chǎn)品類型和功能選擇問(wèn)題
對(duì)配電臺(tái)變的補(bǔ)償控制，有多種類型和不同功能的產(chǎn)品可供選擇。城網(wǎng)臺(tái)變多以無(wú)功補(bǔ)償為主，很多要求有綜合監(jiān)測(cè)功能。農(nóng)網(wǎng)不同場(chǎng)合要求不同，可考慮配電+補(bǔ)償、補(bǔ)償+計(jì)量，特殊用戶可用配電+補(bǔ)償+計(jì)量或補(bǔ)償+綜測(cè)。
對(duì)監(jiān)控功能的要求高，必然成本高、投資大。建議根據(jù)實(shí)際需要和使用場(chǎng)合，合理選擇功能適用、價(jià)位合理的產(chǎn)品。實(shí)際工程上，不應(yīng)出現(xiàn)一個(gè)變臺(tái)安裝有多個(gè)箱子的情況。
3）控制量選取和控制方式問(wèn)題
很多專變補(bǔ)償裝置根據(jù)電壓控制電容器補(bǔ)償無(wú)功量，這種方式有助于保證用戶的電壓質(zhì)量，但對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償不可取。前面圖1線路的電壓分析表明，電網(wǎng)的電壓水平是由系統(tǒng)情況決定的。若只按電壓高或低控制，無(wú)功補(bǔ)償量可能與實(shí)際需求相差很大，容易出現(xiàn)無(wú)功過(guò)補(bǔ)償或欠補(bǔ)償。從電網(wǎng)降低網(wǎng)損角度，取無(wú)功功率為控制量是最佳控制方式。
4）補(bǔ)償效果和補(bǔ)償容量問(wèn)題
前面實(shí)例分析表明，配變低壓補(bǔ)償無(wú)功可提高配變功率因數(shù)，降低配變損耗，但只節(jié)點(diǎn)6配變裝補(bǔ)償，對(duì)10kV線路降損作用很小。因此，某條線路配變安裝補(bǔ)償數(shù)量少或補(bǔ)償容量不足，影響全網(wǎng)（線路）降損和電壓改善效果。
前面計(jì)算方法確定補(bǔ)償容量，對(duì)實(shí)際工程難以實(shí)現(xiàn)。配電網(wǎng)日負(fù)荷變化大，負(fù)荷性質(zhì)不同，補(bǔ)償容量要求也不同。大量工程實(shí)踐表明，對(duì)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償在配變?nèi)萘?0%--30%內(nèi)。同時(shí)，對(duì)個(gè)別情況可能需要進(jìn)行特殊處理。
5）無(wú)功倒送和三相不平衡問(wèn)題
無(wú)功倒送會(huì)增加線路和變壓器的損耗，加重線路供電負(fù)擔(dān)。為防止三相不平衡系統(tǒng)的無(wú)功倒送，應(yīng)要求控制器檢測(cè)、計(jì)算三相無(wú)功投切控制。固定補(bǔ)償部分容量過(guò)大，容易出現(xiàn)無(wú)功倒送。一般動(dòng)態(tài)補(bǔ)償能有效避免無(wú)功倒送。
系統(tǒng)三相不平衡同樣會(huì)增大線路和變壓器損耗。對(duì)三相不平衡較大的負(fù)荷，比如機(jī)關(guān)、學(xué)校等單相負(fù)荷多的用戶，應(yīng)考慮采用分相無(wú)功補(bǔ)償裝置。并不是所有廠家的控制器都具有分相控制功能，這是工程中必須考慮的問(wèn)題。
6）諧波影響和電容器保護(hù)問(wèn)題
諧波影響會(huì)使電容器過(guò)早損壞或造成控制失靈，諧波放大會(huì)使干擾更加嚴(yán)重。工程中應(yīng)掌握用戶負(fù)荷性質(zhì)，必要時(shí)應(yīng)對(duì)補(bǔ)償系統(tǒng)的諧波進(jìn)行測(cè)試，存在諧波但不超標(biāo)可選抗諧波無(wú)功補(bǔ)償裝置，而諧波超標(biāo)則應(yīng)治理諧波。
電容器耐壓標(biāo)準(zhǔn)為1.1UN，補(bǔ)償控制器過(guò)壓保護(hù)一般取1.2UN，超過(guò)必須跳閘，如圖1線路首端節(jié)點(diǎn)配變的補(bǔ)償裝置可能發(fā)生跳閘。實(shí)際工程中，對(duì)電壓較高電網(wǎng)的裝置應(yīng)予以關(guān)注。
總之，由于配電網(wǎng)負(fù)荷、場(chǎng)合的復(fù)雜性，雖然裝置容量小、電壓低，卻有很多值得認(rèn)真分析和思考的問(wèn)題。特別是臺(tái)變補(bǔ)償在戶外，使用環(huán)境差，工程上應(yīng)給予足夠的重視。
6 結(jié)語(yǔ)
電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償是一項(xiàng)建設(shè)性的技術(shù)措施，對(duì)電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有重要作用。由于篇幅限制，本文重點(diǎn)對(duì)配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了分析、探討。分析計(jì)算結(jié)果和大量工程實(shí)踐表明，雖然配變無(wú)功補(bǔ)償容量小、電壓低，但工程中卻有很多技術(shù)問(wèn)題值得認(rèn)真分析和思考；而無(wú)功補(bǔ)償工程是供電企業(yè)和產(chǎn)品廠家雙方的事情，都應(yīng)充分重視解決工程中的問(wèn)題。
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（轉(zhuǎn)載）
