4 無功補償效益的簡要分析
配變低壓無功補償能有效降低配電變及以上輸配電網的損耗。由于計算整個電網損耗涉及因素多，工作量大，下面僅以圖1中節(jié)點4的1000kVA變壓器為例，通過簡單計算，說明無功補償具有巨大的直接和間接效益。
設補償前節(jié)點4變壓器滿載運行，視在功率S＝1000KVA，功率因數(shù)COSφ＝0.85，年用電時間為T＝3000小時，計算：1）若將COSφ提高到0.95，計算需要的補償電容器容量；2）補償前需要支付的年費用；3）補償裝置單位投資為150元/kvar，補償裝置本身損耗為3％，投資回收率為10％/年，計算補償后的年效益。
根據(jù)已知條件，可計算補償前
P1＝SCOSφ1＝1000×0.85＝850kW
Q1＝Ssinφ1＝1000×0.52678＝526.78kvar
1）求需要安裝的補償電容器容量x
因裝置本身有功損耗為3％，補償后的電網無功Q2＝526.78－x，要求COSφ為0.95，可求tgφ2＝0.3287，于是有
可求補償容量x＝245.73≈246kvar
2）補償前需要支付的年費用
基本電費：一般按最大負荷收取，設每KVA收取的費用為180元/年，故有
FJ1＝180×1000＝18萬元
電量電費：設每KWh為0.4元，故有
FD1＝0.4×850×3000＝102萬元
補償前年費用：
FZ1＝FJ1+ FD1＝18+102＝120萬元
3）補償后需要支付的年費用和年效益
補償后的視在功率和基本電費：
kVA
FJ2＝180×857＝15.426萬元
電量電費：FD2＝0.4×(850+0.03×246)×3000＝102.88萬元
補償裝置折舊費：
Ff＝150×246×10％＝0.369萬元
補償后年費用：FZ2＝FJ2+ FD2+ Ff＝
15.426+102.88+0.369＝118.675萬元
安裝無功補償可獲得的年效益
△F＝FZ1－FZ2＝120－118.675＝1.325萬元
上面僅僅是無功補償提高功率因數(shù)角度計算的效益；如果計及降低輸配電網損耗、功率因數(shù)調整電費，以及節(jié)約建設投資、改善電壓質量等方面因素，其經濟效益更加可觀。
5 產品選型及工程應注意的問題
低壓無功補償安裝地點分散、數(shù)量多，且配電網電壓、負荷情況復雜；工程中相關問題考慮不周，不僅影響裝置正常運行，也帶來很多維護、管理等問題，工程問題必須引起重視。
1）運行及產品可靠性問題
與配電變壓器相比，低壓補償裝置的維護量無疑要高很多；控制系統(tǒng)越復雜、功能越多，維護工作量越大。有些單位從“長遠”考慮，提出聯(lián)網、監(jiān)控等很多要求，無疑會增大投資和運行維護量，事實是很多沒有聯(lián)網的可能。
低壓補償裝置的可靠性在開關和電容器，電容器壽命與工作條件有關，因此裝置的投切開關是關鍵。大量工程實踐表明，戶外配變無功補償因工作條件差，晶閘管或接觸器補償裝置難滿足可靠性要求[2>，機電一體開關是最佳選擇。
2）產品類型和功能選擇問題
對配電臺變的補償控制，有多種類型和不同功能的產品可供選擇。城網臺變多以無功補償為主，很多要求有綜合監(jiān)測功能。農網不同場合要求不同，可考慮配電+補償、補償+計量，特殊用戶可用配電+補償+計量或補償+綜測。
對監(jiān)控功能的要求高，必然成本高、投資大。建議根據(jù)實際需要和使用場合，合理選擇功能適用、價位合理的產品。實際工程上，不應出現(xiàn)一個變臺安裝有多個箱子的情況。
3）控制量選取和控制方式問題
很多專變補償裝置根據(jù)電壓控制電容器補償無功量，這種方式有助于保證用戶的電壓質量，但對電力系統(tǒng)無功補償不可取。前面圖1線路的電壓分析表明，電網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，無功補償量可能與實際需求相差很大，容易出現(xiàn)無功過補償或欠補償。從電網降低網損角度，取無功功率為控制量是最佳控制方式。
4）補償效果和補償容量問題
前面實例分析表明，配變低壓補償無功可提高配變功率因數(shù)，降低配變損耗，但只節(jié)點6配變裝補償，對10kV線路降損作用很小。因此，某條線路配變安裝補償數(shù)量少或補償容量不足，影響全網（線路）降損和電壓改善效果。
前面計算方法確定補償容量，對實際工程難以實現(xiàn)。配電網日負荷變化大，負荷性質不同，補償容量要求也不同。大量工程實踐表明，對動態(tài)補償在配變容量20%--30%內。同時，對個別情況可能需要進行特殊處理。
5）無功倒送和三相不平衡問題
無功倒送會增加線路和變壓器的損耗，加重線路供電負擔。為防止三相不平衡系統(tǒng)的無功倒送，應要求控制器檢測、計算三相無功投切控制。固定補償部分容量過大，容易出現(xiàn)無功倒送。一般動態(tài)補償能有效避免無功倒送。
系統(tǒng)三相不平衡同樣會增大線路和變壓器損耗。對三相不平衡較大的負荷，比如機關、學校等單相負荷多的用戶，應考慮采用分相無功補償裝置。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題。
6）諧波影響和電容器保護問題
諧波影響會使電容器過早損壞或造成控制失靈，諧波放大會使干擾更加嚴重。工程中應掌握用戶負荷性質，必要時應對補償系統(tǒng)的諧波進行測試，存在諧波但不超標可選抗諧波無功補償裝置，而諧波超標則應治理諧波。
電容器耐壓標準為1.1UN，補償控制器過壓保護一般取1.2UN，超過必須跳閘，如圖1線路首端節(jié)點配變的補償裝置可能發(fā)生跳閘。實際工程中，對電壓較高電網的裝置應予以關注。
總之，由于配電網負荷、場合的復雜性，雖然裝置容量小、電壓低，卻有很多值得認真分析和思考的問題。特別是臺變補償在戶外，使用環(huán)境差，工程上應給予足夠的重視。
6 結語
電網無功補償是一項建設性的技術措施，對電網安全、優(yōu)質、經濟運行有重要作用。由于篇幅限制，本文重點對配電網的無功補償技術進行了分析、探討。分析計算結果和大量工程實踐表明，雖然配變無功補償容量小、電壓低，但工程中卻有很多技術問題值得認真分析和思考；而無功補償工程是供電企業(yè)和產品廠家雙方的事情，都應充分重視解決工程中的問題。
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