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用电企业无功补偿不足对电网及用电企业带来的影响

发布日期:2016-07-25 查看次数:2589
      影响Ⅰ:用电企业端无功补偿不足, 线路电压损耗加大, 用电企业受端电压低落明显 ,电压损耗与输送的有功功率和无功功率间的关系如下: ΔU≈PR+QX/U
  当线路输送的有功功率P一定时,电压损耗主要决定于无功功率。
算例1:已知某线路P:50MW;Q:31Mvar;线路长度:9.633KM;力率:0.85;母线电压:112kV;单位线路电阻R:0.42Ω;单位线路阻抗X:0.825Ω
计算电压损耗: ΔU≈50×0.42×9.633+31×0.825×9.633/112=4.006kV
换句话说,从首端母线供出的负荷经过长距离线路输送,到末端电压将降为107.99kV。
  由此可以看出,要保持在要求的电压下运行,就必须供给相应的无功功率;若无功功率不足,只能供给缺额的无功功率,则电压会被迫下降。对于用电企业来说,低电压运行会使 降低电动机寿命,甚至烧毁用电企业电动机。
  影响Ⅱ: 由于无功补偿不足,远距离输送无功功率会增加线路的有功损耗,影响用电企业的经济效益。
  线路有功功率损耗与其输送的无功功率的关系如下:△P=(P²+Q²)R/U²
从上式可以看出,当电网结构(R、U)一定,输送有功功率(P)一定时,有功功率损耗完全决定于无功功率损耗。因此,不要远距离输送无功功率。
  影响Ⅲ:由于用电企业无功补偿不足,需要从电网吸收大量无功,势必 会增加电网的无功负担,会造成 大量的无功功率损耗Qx=3I²X×10-6=P²/(U²× COS²Φ) ×X 由以上公式可以看出无功损耗与电抗成正比,超高压线路的电抗值比电阻值大若干倍,因此无功功率损耗 远远大于有功功率损耗,无功损耗与负荷功率因数的平方成反比, 与电压的平方成反比,所以提高负荷的功率因数,适当的提高运行电压水平是降低线路无功损耗的有效措施之一,即用电企业端增加无功补偿容量。
  影响Ⅳ: 需要从电网吸收无功,势必会大量占用系统的主变容量和 线路容量,影响送变电设备的输送能力。
  例如一座110kV用电企业变电站,由于无功补偿不足,需要从电网吸收无功功率,无功功率只能通过用电企业与上一级变电站之间的线路从系统吸收,而线路流动的无功功率是从高压电网通过系统的主变和线路来完成的。由于主变和线路需要输送大量的无功功率,而主变和线路的容量一定并且有限,这样无功功率势必会占用主变和线路的容量,减小有功功率的输送大小。

  (一) 降低了有功功率损耗和电能损耗
  当电路中接入电容器等无功补偿装置以后,由于电容电流超前电压900,抵消了部分相位滞后电压的感性电流,使电流I1减小到I2,而功率因数COSΦ1提高到COSΦ2。由于提高了功率因数,线损率将会降低,其降低值可按下式计算:
△W%=[1-(COSΦ1/ COSΦ2)]×100 例如,COSΦ1=0.80,COSΦ2=0.95,则△W%=0.291%。线损率降低了,说明有功功率损耗和电能损耗也同步降低了。

  (二)提高了线路末端电压
  在电路中接入电容器等无功补偿装置以后,由于电容电流超前电压900,抵消了部分相位滞后电压的感性电流,使电流减小,此时的线路压降降低,线路的末端电压提高了。
  装设电容器以后,线路末端电压提高的幅值可由下式计算: △U≈Q×X/U2 其中,Q为补偿电容器容量(Mvar);U2为线路末端电压(kV)仍然以上述为例,假设补偿31Mvar 的电容器,那△U≈31×0.825×9.633/112≈2.2 kV。

  (三): 改善电能质量
  1、 增加线路供电能力
  由于并联电容器进行无功补偿,可使补偿点之前线路的无功电流减少,故可使线路送电能力增加,线路中所增加的送电容量可按下式计算:
△S=X×Q/(R× COSΦ1+ X× SINΦ1)=0.825×9.633×31/(0.42×9.633 ×0.85+ 0.825×9.633×0.53)=32.2MVA,也就是说线路可以增加32.2MVA的送电容量。
  2、提高变压器的供电能力
  由于合理进行无功补偿,使通过变压器的无功电流减小,从而使之功率损耗降低,供电能力提高。其挖掘出的容量可按下式计算:△S=S(1- COSΦ1/ COSΦ2),其中S为变压器额定容量,以兴城1#主变为例,补偿前力率为0.85,补偿后力率为0.98,则△S=180×(1-0.85/0.98)=23.9 MVA。也就是说变压器可以挖掘出23.9MVA的送电容量。
  3、提高发电机的有功出力
  无功补偿的功能
  (四):可为用电企业消除力率电费并获得奖励
  全国供用电规则规定,高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户,功率因数为0.9以上。凡是功率因数达不到上述规定的用户,电业部门对其加收一部分电费——力率电费;如果功率因数超过上述规定的用户,电业部门会对其减收一部分电费——奖励电费。具体按照《功率因数调整电费办法》执行。高压计量的用户:力率电费=(电度电费+基本电费)×罚款比例 , 奖励电费=(电度电费+基本电费)×奖励比例北 ,现以东海变电站为例:原平均功率因数为COSΦ1=0.88,罚款比例=1%,计划补偿后COSΦ2=0.95,奖励比例=0.75%正常情况下每天用电量为58万度,一度电大约五角多,一个月按三十天算,则补偿前力率电费=58*30*1%*0.5=8.7万元,补偿后奖励电=58*30*0.75%*0.5=6.525万元
可见,,进行合理的无功补偿,选择高质量的器件,的确是一条投资小、见效快、能较大幅度地降低线损、提高设备利用率、改善电压质量、提高功率因数、为用电企业消除力率电费的有效途径。电是国民经济中重要的能源,节能降损又是各行各业的大势所趋.真诚的希望各企业单位重视无功补偿,为企业和社会真正带来效益。
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