论高压无功就地补偿系统设计

王志平

王志平

身份证号2301211986****1410黑龙江哈尔滨150000

摘要：近年来我国科技水平的提升，电力行业的施工技术在不断的提高。有效的无功补偿对电力系统的安全经济优质运行非常重要。不一样的用电设备，它们的补偿方式是不同的，而要想达到良好的补偿效果，那么就需要选择正确的补偿型式，而且要保证相关的接线方式比较正确，比较合理，这样才能够达到整体的补偿效果，使用电设备正常工作，正常运行。本文就高压无功就地补偿系统设计展开探讨。

关键词：高压电动机；就地补偿；补偿容量

引言

对于高压电机台数不多，但容量相对较大的情况，当某一台停机对无功功率影响较大，若利用集中补偿，无论是自动还是手动都有可能引起过补偿，但是不进行无功补偿又不能满足电力部门的功率因数要求，这时就要考虑无功功率就地补偿问题。

1补偿原理

目前某些企业现有供电系统自然功率因数偏低。约为0.5-0.7，致使用电设备容量大，裕量大，耗能高，效率低。线路损耗严重，机电设备事故较多，使企业投资及年运行费用加大，导致成本较高。为此，企业必须提高功率因数。最常见的方法是在感性负载两端并联电容器，其电路如图1和向量如图2所示。设电源的端电压为U，

感性负载的电流为I1，其滞后电源电压为角，通过电容器的电

流为Ic′，它超前电源电压90°，并联电容器点以前的电流I是I1与Ic的相量和。可见，并联电容器后可使并联点以前的功率因数提高，并使总电流减小，但不改变原感性负载的电流。显然，无功补偿的电容器安装地点不同，对电网的补偿效果也就不相同。

2高压无功补偿的分类

我国现在工业发展的速度越来越快，所以这也就决定了感性负载的应用比较普遍，对于一些交流异步电机来说，它在各个领域中的应用比较广泛。尤其对于一些城乡电排站来说，电力系统的消耗比较大，所以也会导致各方面的用电单位支出有所增加，这时候就需要相关的用电单位对高压电动机进行无功补偿。高压无功补偿方式分为三种：

2.1就地补偿方式

就地补偿方式也被称作为个别补偿方式，这种补偿方式主要是将相关的电容器接到用电设备上，从而实现相关的工作。就地补偿他有着自己独特的优点，它能够实现一对一的补偿，也就是我们所说的一台电机连接一台补偿装置，这样就能够提升相关的补偿作用以及效果，从而有效地减少线路的损耗，而且也能够使线路的压力降低，对于一些比较大型的电机或者是对于功率比较大的用电设备来说，就地补偿的这种方式是最简单也最经济的，而且也是普遍应用的一种方式。在具体应用过程中，只需要将电容器接在用电设备上，中间还需要加一些串熔断器用来进行保护，在实践应用的时候，能够比较方便地实现无功自动补偿，这主要是因为如果用电设备投入，那么电容器也会跟着一起投入，如果用电设备将要切除，那么电容器也会跟着相应的切除。

2.2集中补偿

电网的无功补偿方式中的集中补偿包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，一般集中接在变电站10kV母线上，这种补偿可提高系统终端变电所的母线电压，补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗，但这种补偿方案对10kV配电电网的降损不起作用。

2.3分组补偿的方式

分组补偿方式，它的具体实际操作效果主要见于在以上两种补偿方式之间，这种补偿方式主要是将电容器分组进行安装在配电室或者是变电所的母线上。综合以上所介绍的来看，最为明显的补偿效果是采用就地补偿的这种方式。当然，这也符合了GB50052-2009《供配电系统设计规范》中第6.0.4条的相关规定，对于高压部分的无功功率就应该有高压电容器进行相关的补偿，如果容量较大的话，就应该是相关的用电设备进行就地补偿这种方式。比如我国的峡江水库工程中的南园和窑背电排站就很好的利用了无功补偿这种方式，达到了良好的使用效果，从而也带来相对应的经济效益。

2.4配电线路固定补偿

大量配电变压器要消耗无功，很多公用变压器没有安装低压补偿装置，造成的很大无功缺额需要变电站或发电厂承担，大量的无功沿线传输使得配电网的网损居高难下，这种情况下可考虑配电线路固定无功补偿。

3高压无功就地补偿的必要性

电动机进行功补偿其实简单的来说，它具有良好的节能效应，而且也是一项应用比较广泛的节能措施。对于低压异步电动机来说，采取就地补偿方式主要是以风机、空气压缩机、球磨机和水泵为工作重点的，而且这项具体措施在我国的应用也非常的普遍，它的推广力度比较高，当然也相应地获取了较高的节能效果以及良好的经济效益。对于高压电容进行来说，如果它的额定容量比较大的话，那么这时候如果采取，无功的就地补偿方式，则会起到良好的节能效果，而且效果也非常的突出。

4采用就地补偿装置应注意的问题

无功就地补偿不适用电动机需承受反转或反接制动，也不适用电动机有调速控制的场所。（2）由于就地补偿是每台电机配置1套补偿装置，所以在系统中的备用电机也需配置。当备用电机较多时，会使有些补偿装置闲置时间长，而造成浪费。如在泵站中，共有6台电机，其中有2台备用。最大负荷时，仅开4台电机就能满足需要，采用就地补偿需要每台电机配一台补偿装置，总计需要6台补偿装置，而有两台闲置。像这种情况最好采用无功自动补偿，总容量可按4台电机考虑。

5电动机补偿容量的计算和分析

高压交流异步电动机的补偿容量确定方法有多种，常用的是目标总功率因数法：Q=P1（tanarccosφ1-tanarccosφ2）=Pn/η（tanarccosφ1-tanarccosφ2）。其中，Q为目标总功率因素法，tanarccosφ1为电动机额定功率因数角的正切值；tanarccosφ2为目标总功率因数角的正切值；P为电动机输入功率，（P1不是电动机PN，包括电动机损耗）。在实际设计中，在使用该公式时，输入功率P在电动机铭牌中没有，往往错误的用Pn代替，而实际上P1=Pn/η，可以看出P1>Pn，如果Pn代替P1，其结果是补偿容量是偏小的。

结语

总之，无功补偿采用那种方式好，主要是应根据实际情况、用户要求以及使用习惯等因素来决定，也可以进行多种方案比较后，找出最佳的方案。所以，在具体的工程应用领域中，应该大力宣传以及推广无功就地补偿这种装置，从而加强工作效率。

参考文献：

[1]《钢铁企业电力设计手册》编委会编.钢铁企业电力设计手册[M].北京：冶金出版社，2016.

[2]王兆安.谐波抑制和无功功率补偿[M].北京：机械工业出版社，2015.

[3]王莹.无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].南方农机，2017，48（2）：165.