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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录1. 行业及公司发展的理解12. 无功补偿基础知识12.1 基本概念12.2 供用电政策12.3 为什么要进行无功补偿12.4无功补偿基本原理12.5无功补偿的形式12.6 无功补偿的收益12.7 无功补偿的理解误区13. 常用负载的特点14. 无功补偿装置的设计15. 关于谐波与谐波治理16. 滤波装置的设计17. 我公司产品与市场常规产品从安全器件上的区别18. 控制器与保护单元19. 关于现场测量与理解110. 设备常见故障及处理方法111. 现场安全与自我保护112. 商务沟通能力11. 行业及公司发展的理解当前，我国正在号召全民建设节约型社会，中央给各
2、级政府与企业也都确定了明确的节能目标，各种节能项目迅速发展，不断为社会带来巨大的收益。在谈到众多领域的节能项目时，电力节能是关系到国计民生的重要组成部分，而在众多的电力节能产品中，无功补偿无疑是电力节能最重要的措施之一。我国从50年代起就实行了利率电费调整办法，把无功补偿上升到了政策、法规层面，要求全社会共同重视，强制做好无功补偿方面的工作。 合理有效的无功补偿可以为电力用户与供电系统带来巨大的收益，这已是不争的事实。输配电线路、变压器等配电设施上的有功损耗可降低35%-50% ，设备带载能力可增加20%-30%。从业内总结的无功当量概念上看，每投入1kvar低压电容器，每天可以节约0.092
3、4小时= 2.16kwh电能。我国的电网十分庞大，企事业单位还在消耗着系统的大量无功，可见，积极有效的发展无功补偿事业，让没有补偿好的用电点合理的补偿起来，让故障的无功补偿设备恢复运行，将会为社会和企业带来巨大的经济效益。赤那思电气做为这个领域的重要份子，将全力做好自己的研究和生产，也将竭尽所能向社会宣讲无功补偿的重要性，号召、引导大家重视无功补偿的作用，使用优质的无功补偿设备，协助政府、供电部门、企业完成节能降耗目标。我们向全社会呼吁，“投入电容1千乏，每天节约2度电”。1.1 无功补偿的发展史随着电力系统的发展，要求对无功功率进行动态补偿，从而产生了同步调相机。它是专门用来产生无功功率的同
4、步电机，在过励磁或欠励磁的情况下，能够分别发出不同大小的容性或感性无功功率。自20世纪2、30年代以来的几十年中，同步调相机在电力系统中作为有源的无功补偿曾一度发挥着主要作用，所以被称为传统的无功动态补偿装置。然而，由于它是旋转电机，运行中的损耗和噪声都比较大，运行维护复杂，而且响应速度慢，难以满足快速动态补偿的要求。 20世纪70年代以来，随着的进一步加深出现了一种静止无功补偿技术。这种技术经过20多年的发展，经历了一个不断创新、发展完善的过程。所谓静止无功补偿是指用不同的静止开关投切电容器或电抗器，使其具有吸收和发出无功电流的能力，用于提高电力系统的功率因数，稳定系统电压，抑制系统振荡等功
5、能。这种静止开关主要分为两种，即断路器和电力开关。由于用断路器作为接触器，其开关速度较慢，约为1030s，不可能快速跟踪负载无功功率的变化，而且投切电容器时常会引起较为严重的冲击涌流和操作过电压，这样不但易造成接触点烧焊，而且使补偿电容器内部击穿，所受的应力大，维修量大。 随着电力电子技术的发展及其在电力系统中的应用，交流无触点开关SCR、GTR、GTO等的出现，将其作为投切开关，速度可以提高500倍（约为10s），对任何系统参数，无功补偿都可以在一个周波内完成，而且可以进行单相调节。现今所指的静止无功补偿装置一般专指使用晶闸管的无功补偿设备，主要有以下三大类型，一类是具有饱和电抗器的静止无功
6、补偿装置（SR：SaturatedReactor）；第二类是晶闸管控制电抗器（TCR：Thyristor ControlReactor）、晶闸管投切电容器（TSC：Thyristor SwitchCapacitor），这两种装置统称为SVC（StaticVar Compensator）.随着电力电子技术的进一步发展，20世纪80年代以来，一种更为先进的静止型无功补偿装置出现了，这就是采用自换相变流电路的无功补偿，有人称为静止无功发生器(Static Var Generator-SVG)，也有人称其为高级静止无功补偿器(Advanced Static Var Compensator-ASVC)或
7、静止调相器(Static Condenser-STATCON)。最近，日本和美国已分别有数台SVG装置投入实际运行。 目前，除对SVC和SVG的无功补偿进一步的探讨外，人们还研究用于动态无功补偿的其他各种形式的静止变流器，包括堵流型自换相桥式电路，交-交变频电路以及交流斩波电路等，直至最近，美国电力研究院还提出统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller-UPFC)。事实上，SVC、SVG和UPEC都是柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission System-FACTS)中的器件。所谓柔性交流输电系统，是20世纪80年代以来由美国电力研究院
8、提出的一个崭新概念，其本质就是将高压大功率的电力电子技术应用于电力系统中，以增强对电力系统的控制能力，提高原有电力系统的输电能力。1.2 公司的发展 北京赤那思电气是一个致力于无功补偿技术及电能质量优化、谐波治理的高新技术企业，是中国电力电容器行业协会标准起草委员会、国家高压电力滤波装置设计与应用导则标准起草委员会成员单位。企业不仅与国内著名科研机构保持着紧密的联系，也拥有一大批专家和技术人员，在技术实力和产品研发方面保持着国内领先水平，所有产品都经过了国家权威机构检测。我们所生产的单元式无功补偿装置更是另辟蹊径，不仅在结构上完全颠覆了传统观念，在控制策略、产品质量、规模化生产方面更是开创了一
9、个崭新的局面，其它如线路补偿装置 、滤波装置产品在电力系统及复杂环境下运行也得到了广大用户的充分认可。从企业成立至今已经生产了数千套产品，至今运行安全、可靠，得到了广大用户的一致好评，为用户和社会创造了巨大的经济效益。做为行业内的一个优秀企业，赤那思对无功补偿技术有着深刻的理解和认识，对无功补偿设备现状和使用情况也作过大量调查和研究，深深了解其中存在的主要问题。根据我们测算，当前无功补偿行业每年的产值在300亿以上，而专业无功补偿设备生产厂家所占的市场份额还不足5%，大部分设备都是由开关厂做为一个附属产品提供给用户的。由于设计与实际应用严重脱节，开关厂也没有专业的技术人员去了解用户复杂的系统情
10、况，更多是考虑总体的成本，做为附属产品的无功补偿设备并没有得到应有的重视，只是采购一些价格低廉的器件组装而成，直接导致了无功补偿设备与用户系统不匹配，产品质量得不到有效保证，在使用过程中经常性损坏，甚至不能正常运行。无功补偿设备就不能起到应有的作用，给用户和社会带来了巨大的经济损失。 谁敢横刀立马，赤那思电气敢为人先赤那思电气带着其特有的机敏与野性走入了中国电气行业，走入了人们的视野，你看到了么？ 我们来自北方，我们蓬勃向上，我们在挑战自我，我们将在磨砺中坚强，我们有自己的想法，我们敢作敢当！ 我的企业我们的家企业和家是两个截然不同的概念，他们之间有什么必然的联系么？在众多非议的目光中，我们依
11、旧坚定，赤那思既是一个分工明确，制度健全的现代化企业，也是紧密合作、相互依托、亲情深厚的大家庭。我们有组织、有纪律、有分工，奖罚明确；我们有体谅、有亲情、有信任，相互关爱，在收获中共同担当，在困苦中依旧坚定，做生活的强者，共同迎接挑战。 把赤那思的事业做成每个员工的事业把赤那思的事业做成每个员工的事业是我们共同的愿望与目标，通过创业基金的分配使每个员工实现与企业的同步成长，是实现我们目标的重要手段。工作不仅仅是谋生，更是不断实现自我，超越自我的价值体现，在贡献社会的同时发展与壮大自己。我们号召全社会更多关注并喜欢这个家的人参与进来，和我们共同来建设这个将属于你自己的快乐家园，迎接更辉煌的明天！
12、 我们要做行业领袖 我们要做第一名在我们伟大祖国步入世界之巅的历史时刻，在共同创造节约型社会这一伟大目标的感染下，我们庆幸不仅是一个见证者，同时也是一个参与者。节约电能从无功补偿做起。我们将尽全力呼吁社会、电力系统及电力用户，希望通过我们的努力让更多的人关注无功补偿，让更多的人了解无功补偿的作用，让更多的人参与到无功补偿及电能质量的研究、设计、制造、推介及合理使用的整个链条中来，促进整个产业的进步和发展，最大限度的发挥无功补偿、谐波治理产品的社会效用。我们呼吁同行相互学习，共同提高产品的质量及技术指标，我们率先提出我们要做行业领袖，我们要做第一名的奋斗目标，看吧！你追我赶的局面正在形成，我们坚
13、信我们的目标将在不远的将来变成现实！ 用规范的产品解决不规范的系统随着经济的不断发展，电力系统日趋庞大，电力负荷日趋复杂，负载不同，容量不同，谐波源各异；为解决这千变万化的系统，不同技术人员设计了运行特性各异的技术方案；为满足不同的设计方案，器件制造企业便生产了无数规格的各类产品，组装成了千差万别的补偿设备，因此也就产生了各种各样的问题。产品与系统不匹配，高低压产品重复安装，利用率低；主要元器件质量低劣，损坏严重；生产厂家技术水平参差不齐，成套产品质量差、故障率高，直接导致补偿设备在现场不能可靠运行，维护困难，设计单位、器件生产厂与配套厂相互推诿，使用者蒙受巨大的经济损失。在长期生产与实践中，
14、赤那思人对无功补偿及谐波治理领域有了更多的理解和思考，为了有效解决上述问题，赤那思的技术人员提出了用规范的产品解决部不规范的系统的设计思路。在充分理解和满足系统要求的前提下，我们设计生产和选用有限、优质的元器件，通过不同器件的合理组合形成了集中补偿装置最基础的单元，通过不同单元的合理配置形成了不同规格、不同容量的补偿装置，我们通过这些装置的有效配合来满足不同的系统要求。合理的设计和配置，使产品的生产和加工可以更加准确规范，更容易形成批量化生产，从而最大限度的保证产品质量，最大限度的满足用户及配套厂家的需求，同时有效的使设计人员的工作更加简单，解决了非专业厂家的技术劣势，最大限度满足现场的使用要
15、求，互换性好，便于使用者相互调整和互换。我们已经全面形成了系列产品，在实践中证明这些产品正为越来越多的供电企业、电力用户及开关厂、生产企业带来效益。 全部产品质保三年赤那思在行业中首先提出所有产品质保三年这样的承诺，是赤那思人“做最可靠的无功补偿装置”决心的具体体现，也是赤那思对同行业的倡议。从用户的需求出发，切实解决补偿装置的可靠性问题，让用户用上满足需求并可靠、放心的产品，是赤那思人坚定的信念，当设备出现问题时不惜任何代价，无任何借口去解决问题，已经贯彻到赤那思的整个运营当中。售后服务保三年将成为赤那思永久的承诺。当我们的产品得到用户的赞扬与肯定时，将是赤那思人最为荣耀和自豪自豪的时刻！2
16、. 无功补偿2.1 基本概念1）有功功率当电能转换成其它型能量时，如：电流通过白炽灯发光，通过电动机的传动使电能转换成机械能，通过钢厂电弧炉使电能转换成热能，通过化工厂的电解槽使电能转化成化学能等，这些在能量的转变过程中做功的电能，叫做有功电能，也称其为有功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率。单相电路中， ；三相电路中，式中有功功率的单位W（瓦），通常用KW表示。线电压的单位为V（伏），视在电流I单位为A（安）。2） 无功功率在交流电路中，除了电阻负载以外，还有电感负载和电容负载。如在电力网中使用最多的电动机与变压器，在运行中要产生磁场，而电容器及空载输电线则产生电场。交流电在电
17、源与这类电感或电容负载之间往返流动，在流动中通过磁场或电场时，不会使电能转换成热能、机械能、化学能或其他任何类型的能量。此电能既不做功也不消耗，这种电能我们称它们为无功电能，也称其为无功功率。无功功率绝不是无用功率，它的用处很大。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，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。 式中无功功率的单位为Var（乏），通常用Kvar表示。线电压的单位为V（伏），视在电流I单位为A（安）。
18、3） 无功功率的分类a) 感性无功功率电流矢量滞后电压矢量90度，如：电动机、变压器线圈、晶闸管变流设备等，这类负载产生的无功功率为感性无功功率；b) 容性无功功率电流矢量超前电压矢量90度，如：电容器、电缆输配电线路、电力电子超前控制设备等，这类负载产生的无功功率为容性无功功率；4） 视在功率有功功率与无功功率的向量和称之为视在功率，用S表示。有功电流与无功电流的向量和称之为视在电流。5）功率因数有功功率与视在功率的比值，称为功率因数，用表示。=P/S，功率因数是一个比值，没有单位。a） 自然功率因数自然功率因数是指用电设备没有安装无功补偿设备时的功率因数，或者说用电设备本身所具有的功率因数
19、。自然功率因数的高低主要取决于用电设备的负荷性质，电阻性负荷(白炽灯、电阻炉)的功率因数较高，等于1，而电感性负荷(电动机、电焊机)的功率因数比较低，都小于1。b） 瞬时功率因数瞬时功率因数是指在某一瞬间由功率因数表读出的功率因数。瞬时功率因数是随着用电设备的类型、负荷的大小和电压的高低而时刻在变化。c） 加权平均功率因数加权平均功率因数是指在一定时间段内功率因数的平均值。6) 功率三角形有功功率、无功功率与视在功率三者的关系为S2=P2+Q2，符合勾股定理，遵循三角形的关系。 S QP7) 力率电费全国供用电规则规定，在电网高峰负荷时，用户的功率因数应达到的标准为：高压用电的工业用户和高压用
20、电装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为0.90以上，其它100KVA及以上的电力用户和大中型电力排灌站，功率因数为0.85以上；农业用电功率因数为0.80以上。凡功率因数达不到上述规定的用户，供电部门会在其用户使用电费的基础上按一定比例对其加收一部分电费，这部分加收的电费称为力率电费。2.2 供用电政策1） 制定政策的原因鉴于电力生产的特点，用户用电功率因数的高低对发、供、用电设备的充分利用，节约电能和提高电能质量有着重要的影响，为了提高用户的功率因数，并保持其均衡，从提高供用电双方的社会经济效益，特制订本办法（摘自原水利电力部门和国家物价局颁布的功率因数调整电费）。2） 力率电费调整
21、办法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；其它100 kVA及以上的电力用户和大中型电力排灌站，功率因数为0.85 以上；农业用电，功率因数为0.8 以上。凡是功率因数达不到上述规定的用户，电力部门会对其加收一部分电费力率电费；如果有功率因数超过上述规定的用户，电力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 低压计量的用户：力率电费=电度电费罚款比例奖励电费=电度电费奖励比例电度电费是指动力电费，不包括
22、照明电费，照明是不收力率电费的。高压计量的用户当变压器的容量超过315KVA时收基本电费。基本电费是按变压器容量来收取的，一般来讲，每KVA加收18元基本电费，但根据地区不同，收取的基本电费也不同，也有按最大需量收取的。由此可见，力率电费调整办法是用电管理部门督促电力用户做好无功补偿的重要手段，做好无功补偿工作对供、用电双方都有巨大经济效益。表一 以0.90为标准值的功率因数调整电费表减收电费增收电费实际功率因数月电费减少实际功率因数月电费增加实际功率因数月电费增加0.900.000.890.50.757.50.910.150.881.00.748.00.920.300.871.50.738.
23、50.930.450.862.00.729.00.940.600.852.50.719.50.951.000.750.843.00.7010.00.833.50.6911.00.824.00.6812.00.814.50.6713.00.805.00.6614.00.795.50.6515.00.786.0功率因数自0.64及以下，每降低0.01电费增加20.776.50.767.0表二 以0.85为标准值的功率因数电费调整表减收电费增收电费实际功率因数月电费减少实际功率因数月电费增加实际功率因数月电费增加0.850.00.840.50.707.50.860.10.831.00.698.00.
24、870.20.821.50.688.50.880.30.812.00.679.00.890.40.802.50.669.50.900.50.793.00.6510.00.910.650.783.50.6411.00.920.800.774.00.6312.00.930.950.764.50.6213.00.941.001.100.755.00.6114.03） 供电政策中关于谐波部分要求中华人民共和国电力法指出：“用户用电不得危害供电、用电安全和扰乱供电、用电秩序”。供电营业规则中规定：用户的非线性阻抗特性的用电设备接入电网运行所注入电网的谐波电流和引起公共连接点至正弦波畸变超过标准时，用户必
25、须采取措施予以消除。根据国家标准GB/T14549-93的规定，滤波装置投运后，注入考核点的谐波电压和电流畸变率应满足国家标准的要求。 公共电网谐波电压（相电压）限值电网标称电压（KV）电压总谐波畸变率（%）各次谐波电压含有率（%）奇次偶次0.385.04.02.06-104.03.21.635-663.02.41.2110及以上201608 注入公共连接点的谐波电流允许值标准电压（kV）基准短路容量（MVA）谐波次数及谐波电流允许值234567891011121314151617180.381078623962264419211628132411129.7188.66100433421341
26、42411118.5167.1136.16.85.3104.710100262013208.5156.46.85.19.34.37.93.74.13.26.02.83525015127.7125.18.83.84.13.15.62.64.72.22.51.93.61.76650016138.1135.49.34.14.33.35.92.75.02.32.62.03.81.8110750129.66.09.64.06.83.03.22.44.32.03.71.71.91.52.81.3备注:220KV基准短路容量取2000MVA。2.3 为什么要进行无功补偿上面提到过，无功功率绝不是无用功率，在
27、交流供电系统中，电感和电容都是必不可少的负载，如电动机、变压器等铁磁性负载，如果没有感性无功的励磁，设备无法正常工作，比如送电的线路本身，就是容性负载，只要是送电当中就会相当于电容器在工作。那么也就是说在交流供电系统中，无功的存在对能量的传输和交换有着巨大意义，不可缺少，或者说离开无功功率的交换系统就不能正常工作。那么，大量的无功由哪里来？系统中众多的无功负载，尤其是感性无功负载，正常来讲，这些负载所吸收的无功功率是由发电厂提供的，也就是说发电机在工作时就会向系统释放有功电能，同时对感性负载提供相应的无功电能。发电机运行时必须要保持适当的无功输出，如果没有无功输出就会对发电系统造成破坏性的影响
28、,也就是说保护系统的无功平衡至关重要。当系统中无功功率需求增大时，如果不在系统人为地安装无功补偿装置，发电厂要通过调相的方式来加大无功功率输出，由于发电机的容量是有限的，那么就势必要减少有功功率的输出量，也就是降低发电机的输出能力，为满足用电的要求，发电机、供电线路和变压器的容量需增大，这样不仅增加供电投资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。为了降低发电厂的无功供给压力，我们在供电系统中感性负载消耗较大的点投入相应的电容器来为感性负载提供无功功率，这样就极大的减轻了发电厂的无功供给压力。用户应在提高用电自然功率因数的基础上，设计和装设无功补偿装置，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无
29、功倒送。同时将用户的功率因数达到相应的标准，以避免供电部门加收力率电费。因此，无论对供电部门还是用电部门，对无功功率进行自动补偿以提高功率因数，防止无功倒送，对节约电能、提高运行质量都具有非常重要的意义。2.4 无功补偿的基本原理一般在系统中所说的无功负载大部是感性无功负载，把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当感性无功负载吸收能量时，容性负载释放能量，而感性负载释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在容性负载和感性负载之间交换，这样容性负载所吸收的无功功率可以从容性负荷装置输出的无功功率中得到补偿，无功功率就地平衡掉，以降低线路损失，提高带载能力，降低电压损失及缓解发电厂
30、的供电压力，这就是无功补偿的基本原理。 相位分析无功补偿的基本原理电感负载中电流IL滞后电压90,而纯电容的电流Ic则超前电压90,电容中的电流与电感中的电流相位相差180,可以相互抵消。电力系统中的负载大部分是感性负载，因此总电流I将滞后电压一个角度1,如果将并联电容器与负载并联，这时II+IC,电容器的电流将抵消一部分电感电流，从而使总电流从I降低到I，相位角由1减少为2,可以提高功率因数，无功就地平衡掉。2.5 无功补偿的形式1） 个别补偿个别补偿就是对单台用电设备所需的无功就近补偿的办法，把电容器直接接到单台用电设备的同一个电气回路，用同一台开关控制，同时投运或断开。这种补偿方法的效果
31、最好，电容器靠近用电设备，就地平衡无功电流，可避免无负荷时的过补偿，使供电质量得到保证。这种补偿方式常用于高低压电动机等用电设备。但这种补偿方式在用户设备非连续运转时，电容器利用率低，不能充分发挥其补偿效益。2） 分散补偿分散补偿是将电容器分组安装在车间配电室或变电所各分路的出线上，它可与根据系统负荷的变化投入或切除电容器组，补偿效果也比较好。但造价相对较高。3） 集中补偿集中补偿是所电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线上。这种补偿方式安装简单，运行可靠，但补偿效果较前两种补偿方式差，造价也相对较高。2.6 无功补偿的收益1） 无功经济当量有功功率损耗是以千瓦小时来计算的，而无功功率并
32、不代表能量，是为了表达无功功率与能量损失的关系，因此引入了无功经济当量的概念，来表示无功功率在系统中流动时无功功率与能量损失的关系。无功功率经济当量的含义是指每补偿1KVAR无功功率在整个电力系统中节约的有功功率损耗。经济当量用K表示，单位是千瓦/千乏（KW/KVAR）。图1为电力负荷在采取无功补偿前的潮流图，图中P 负荷有功功率； Q负荷无功功率；U负荷端运行电压；I 供电线路电流； R电源端至负荷端之间线路电阻； 由电流I与视在功率S和电压U的关系，可得 （1）当电流流过供电线路产生的有功功率损耗（三相）P 。P=3I2R （2）将（1）式代入（2）式得 P= （3）由公式 ：S2=P2+
33、Q2 （4）将（4）式代入（3）式得P= （5） R U I P-jQ P-jQ图1 安装无功补偿装置前的无功潮流图在负荷端装设容量为QC的并联电容器装置后电力潮流图下图所示。当负荷端的电容器装置投运后，使供电线路输送的无功功率减少，从而使流过线路的电流减小，相应降低有功功率损耗。 R U I1 P-j(Q QC) jQC P-jQ 图2采取电容补偿后潮流图按图2所示电力潮流，供电线路的有功功率损耗P1 （6） 装设无功补偿装置后所降低的功率损耗P P = P- P1= （7） 无功经济当量的定义为装设单位容量的无功补偿装置后所降低的有功功率损耗，用K表示 K= （8）式（8）中Q、QC的单位
34、为kvar，U的单位为kv，电阻的单位为 ，K的单位为KW/kvar。由式（8）可得出以下结论：l 无功经济当量值与电网的电阻R成正比，计算点距电源点越远，电阻R越大，则节约当量值也越大。如果进行无功补偿，则节约的有功损耗越大；如果从网外输入无功，则增加的损耗越大。l 无功经济当量值与无功负荷Q成正比，负荷的功率因数越低，从网外输入的无功功率越大，造成的有功损耗也越大；如果进行无功补偿，节约的经济效果越好。l 无功经济当量与（）的差值成正比，补偿容量越小，则差值越大，节约的经济当量越大；反之，如果补偿容量越大，则节约的经济当量值越小。因此，无功补偿的水平应控制在经济合理的范围内。l 无功经济当
35、量值与电压U的平方成反比，因此在电压等级较低的电网中或靠近电网末端进行无功补偿时，节约的无功经济当量值较高；如果这些点从网外输入无功，则造成的有功损耗较大。l 根据无功经济当量可以估算该负荷点进行无功补偿的必要性及补偿后的经济效益。无功经济当量K的值与负荷点到电源的电气距离有关，发电厂直配线供电负荷，无功经济当量取0.03；二级变压供电负荷，无功经济当量取0.06；三级变压供电负荷，无功经济当量取0.09。因此对于用电负荷进行补偿时，每补偿1KVAR电容器，每天可以节约：1KVAR009KW/KVAR24小时=2。16度电。2） 补偿无功功率，提高功率因数（如下图所示）式中：P有功功率，KW
36、S1补偿前的视在功率 S2补偿后的视在功率 Q1补偿前的无功功率 Q2补偿后的无功功率 1补偿前的功率因数角 2补偿后的功率因数角 由图示可以看出，在有功功率P一定的前提下，无功功率补偿以后（补偿量），功率因数角由1减少到2，则COS COS提高了功率因数。3） 降低输电线路及变压器的损耗合理的补偿可以有效的降低系统电流，以系统自然功率0.7为例，如通过补偿装置将系统功率因数提高到接近1的水平，系统电流将下降30%左右，即线路和变压器的损耗可降为P=I2R(1-30%)2R=0.49R，即线路和变压器损耗可降低51%。也可以通过下列计算公式计算线损和变压器铜损降低率：线损降低率变压器铜损降低率
37、线损降低率与变压器铜损降低率是相同的。用电企业的自然功率因数一般在0.7左右，功率因数从0.7提高到0.95以上线损降低率和变压器的铜损降低率如下表：cos0.70.70.70.7COS0.950.970.981线损降低率46%48%49%51%变压器铜损降低率46%48%49%51%降低线路及变压器损耗，节约有功电度，是重要的节能措施。如在石油行业中，线路比较长，而且比较复杂，那么可以通过增加无功补偿设备来降低运行电流，从而降低线路损耗，节约有功电度，节能效果明显。4） 增加电网的传输能力，提高设备利用率由于补偿装置可以有效的降低系统电流和视在功率，故可以有效的降低电网建设中所有相关设备的容
38、量，从而降低电网建设中的投资。功率因数在0.7左右的系统，由于有效的补偿可使系统电流下降30%，即提高发电厂、变配电设施30%的带载能力。如果变压器及线路小容量不足时，可以通过安装无功补偿装置的方法解决。安装无功补偿装置可以使无功功率就地平衡，从而减小流过线路及变压器的电流，减缓导线及变压器的绝缘老化速度，延长使用寿命。同时可以释放变压器及线路的容量，增加变压器及线路带负荷能力。如，有一台100KVA变压器，目前负载率为85%,cos=0.7。如果加装无功补偿设备，可使变压器释放30%的带载量，用户可在变压器不增容的情况下，增加负载，进行扩大再生产。5） 改善电压质量由于系统存在的大量感性负载
39、将造成供电线路压降，尤其在供电线路末端更为严重，通过合理的补偿可以有效的缓解线路压降，改善电能质量。 线路中的电压损失的计算公式如下：103式中：P有功功率，KW U额定电压，KV R线路总电阻， Q无功功率，KVAR 线路感抗，由于系统的感抗远远大于阻抗，从上式中可以看到,无功的变化会引起电压产生很大的变化。当线路中，无功功率Q减小以后，电压损失也就减少了。对于供电线路末端电压一般较低，可通过增加无功补偿装置来提升线路末端电压，使用记设备安全可靠运行。另一方面，随着工业的发展，大量的自控设备及非线性负载的使用，使大量谐波在供配电网络中的流动，污染电网。通过合理的配置补偿滤波设备，抑制或大幅度
40、降低谐波对供电系统和用电设备的影响是改善电能质量的主要手段之一。6）节约电费支出通过合理的补偿，使计量点的功率因数达到国家标准的要求，可以消除力率电费，从而使电力用户电费支出大幅度降低。2.7 无功补偿的理解误区1） 补偿后，我们能看到电流表上电流明显下降，但电流下降的比例并不能代表电能节约的比例。由于电流表显示的电流为系统的视在电流，而有功电流、无功电流和视在电流的关系为方均根值的关系。2） 补偿装置不能使用电设备本身节能。用电设备建立磁场需要的无功能量是必不可少的，安装无功补偿装置后，使用电设备的磁场能量和电容器的电场能量互相交换，无功就地平衡。3） 不是所有的环境补偿装置都能节能，无功补
41、偿主要是解决负荷感性无功过多的问题，在纯阻性负载或功率因数较高时不需要加装无功补偿装置。4） 不是补偿越多越好，补偿容量过多，会造成过补偿，过补偿一样会增加损耗。5） 功率因数的提高主要是为电力系统节能的，与企业内部能量损耗无关。无功就地平衡，减少线路中无功电流的流动，是降低线路有功损耗最有效的方法。如果用户在负荷的终端做补偿，流过用户线路和变压器的电流会相应的降低，有功损耗与电流的平方成正比，线路和变压器的有功损耗会有明显的下降，且功率因数得到显著提高。如果用户在计量点的出口处做高压补偿，只能提高用户出口的功率因数，降低供电部门的线路损耗，用户的损耗不会有变化。3. 常用负载的特点3.1 电
42、弧炉3.1.1 工作原理：电弧炉是利用电弧能来冶炼金属的一种工频电炉。工业上应用的电弧炉可分为三类：第一类是直接加热式，电弧发生在专用电极棒和被熔炼的炉料之间，炉料直接受到电弧热。主要用于炼钢，其次也用于熔炼铁、铜、精炼钢液等。第二类是间接加热式，电弧发生在两根专用电极棒之间，炉料受到电弧的辐射热，用于熔炼铜、铜合金等。第三类称为矿热炉，是以高电阻率的矿石为原料，在工作过程中电极的下部一般是埋在炉料里面的。其加热原理是：既利用电流通过炉料时，炉料电阻产生的热量，同时也利用了电极和炉料间的电弧产生的热量。3.1.2 负荷特点：电弧炉作为非线性及无规律负荷接入电网，将会对电网产生一系列不良影响，其中主要是：1）导致电网严重三相不平衡，产生负序电流。2）产生高次谐波，其中普遍存在如2、4次偶次谐波与3、5、7次等奇次谐波共存的状况，使电压畸变更趋复杂化。3）存在严重的电压闪变。4）功率因数低。3.2 中频炉3.2.1 工作原理中频炉是一种逆变电源，它通过可控硅的整流把三相交流电整流 （用晶闸管） 变成直流电 然后由逆变桥逆变成一种200-2500Hz的脉冲交流电，再通过炉胆内的铜圈使圈内的钢材产生涡流产生热量， 从而达到熔炼钢材目的。因其尾端频率在中频，大体洁构分为整流部分，逆变部分。3.2.2 不良影响一般6