有关电力排涝的无功补偿问题分析

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摘要：无功补偿就是指通过无功补偿设备为设备提供所需要的无功功率，无功功率不是指没有用的功率，而是实现电能转化的必要条件。在电力排涝系统中，无功补偿能够降低无功的损耗，避免通过输电系统来传输无用功率，改善电网的供电质量，提高电力排涝系统的传输功率。

关键词：电力排涝系统；无功补偿；措施

Abstract: the reactive power compensation is to through the reactive power compensation equipment for the equipment needed to provide the reactive power, reactive power is not a useless power, but realize electric energy into the necessary condition. In power drainage system, reactive compensation can reduce the loss of reactive power, avoid through the transmission system to transmit power useless, improve the quality of power supply of power network, improve the power of draining the system transmission power.

Key words: electric power drainage system; Reactive power compensation; measures

中图分类号：F407.61文献标识码：A 文章编号：

在电力排涝设备工作过程中，会产生一定的电能损耗和功率的损耗，也会产生电压的波动和电压的损失，从而影响到电力排涝设备的功率因数和供电质量。进行电力排涝系统的无功补偿，能够减少对电力网的损害，提高电力系统在运行时的电压，保证电力系统能够进行正常地运作。本文将分析电力排涝系统无功补偿的原理，探讨如何实现电力排涝系统的无功补偿，说明实现电力排涝系统的无功补偿能够达到的效果。

电力排涝系统的无功补偿原理

要掌握电力排涝系统的无功补偿原理，就要掌握影响电力排涝系统的功率因数。功率因数是指在电力系统功率中，有功功率消耗占的百分比。功率因数越大，那么有功功率就越高，无功功率就越小。所以无功补偿主要跟功率因数有关。下面我们将分析影响功率因数的主要原因。

供电的电压过高或过低

异步电动机的负荷通常在整个电力系统中所占的负荷比重在一半以上，当外加的电压和额定的电压比较接近时，电力系统的工作就会实现最好的效果。当外加的电压低于额定的电压时，磁路还没有达到饱和的状态，励磁的无功功率将会减小，功率因数就会增加。当电压低出很多时，电动机的转子的转速会变得很小，转差率会明显地加大，这样电力系统的无功功率就会增大，漏磁的无功损耗也会增加。当外加的电压高于额定的电压时，磁路会饱和，励磁的无功功率会增加。因此，电压的变化对无功功率有很大的影响。同理，电压过低也不利于电力排涝系统的正常工作。

电力设备空载运行

在电力系统中，包括许多电力设备，比如异步电动机、电力变压器和交流电焊机，这些设备要消耗大量的无功功率。异步电动机在一定的负载下，消耗的无功功率会增加，在其空载时，也会消耗一定的无功功率。异步电动机在整个电力系统中所消耗的无功功率是最多的，可达到60%-70%，这是其空载时所消耗的无功功率比。变压器在空载时，也会消耗一定的无用功率，但是相对而言比较少，只占整个电力系统的10%-15%。因此防止异步电动机空载运行和提高它的负载率是改善整个电力系统功率因数的重点。

3、电网频率波动

当电网低频率运行的时候，电动机的转速会下降，其他辅助设备如磨煤机、风机和给水泵的出力也会随之下降，使得整个电力系统的出力会出现下降的情况，从而影响到电力系统的整体运行。尤其是磨煤机和高压给水泵，受到的影响最大。其次，随着电力系统出力的下降，电网的有功电源缺乏，导致电网的频率更加低，从而给整个排涝电力系统造成不良的影响。

二、电力排涝系统的无功功率补偿方法

1、低压集中补偿

这种方法是指将低压的电容器在低压开关的作用下，与配电变压器的低压母线侧相连接的方法。因为配电变压器是电力系统中主要的无功负荷部分，它的损耗在整个电力系统中占的供电量是最大的，所以用低压的电容器集中补偿配电变压器的无功补偿，是一种可行的办法。将低压电容器连在配电变压器的低压母线侧，使低压母线的无功负荷直接控制投切电容器。

高压集中补偿

这种方法是指用并联的电容器组安装在变电所6到10千伏的高压母线上。这种方式可以补偿和减少电力系统的无功消耗，补偿的装置可以根据负荷大小自行地进行投切，提高排涝电力系统的功率因数。高压集中补偿法适用于供电线路末端和用户远离变电所的情况，而且用户自身需要有一定高压负荷。它的优点是具有较长的寿命，运行起来比较可靠，而且运行的方式比较灵活。

3、低压个别补偿

这种方法是指将几台或者一台低压的电容器根据个别的用电设备对无功需要量的不同分散地与跟用电设备并接在一起，和用电设备一起使用一套断路器。保护和控制装置能够实现与电机的一起投切。这种方法是用来补偿个别的连续工作的、拥有大容量的电动机的无功消耗，主要补偿励磁的无功消耗，限制用电设备的无功负荷。使用这种方法不会造成无功的倒送，能够方便地进行配置，维护起来也比较简单。而且用电设备工作和无功补偿是同一时间进行的，因此不需要频繁地调整补偿的容量。

电力排涝系统无功功率补偿需注意的问题

1、防止电压过高

电容器的补偿容量必须保持在一定的范围，当超出这个范围时，就会使得电网的电压升高，从而反过来破坏电容器。一般情况下，并联电容器的电压值不应该超过额定电压的1.1倍，如果超过了1.1倍，就会导致整个电网的电压升高，破坏电容器。

防止自励产生

在电容器补偿电动机时，如果切断电容器的电源，电动机还是会在惯性的作用下继续地保持运行，从而使得电容器放电电流变成励磁电流。如果电容器的补偿容量太大，就会致使电动机磁场产生自励，由自励而引起电压的产生。

3、避免受到系统的谐波影响

谐波会对电容器产生破坏作用，在有谐波产生的供电线路上，要增加电抗器的设置，使得谐波影响不到电容器，从而保护好电容器。

四、进行电力排涝系统无功功率补偿的意义

1、改善功率因数

在通常的情况下，低压供电用户的功率因数在0.8以上，低压供电单位的功率因数在0.85以上，而高压供电用电单位的功率因数在0.9以上。在我国，是根据功率因数的值来调整电费的。当功率因数的值越大，那么承担的电费也就越多；当功率因数的值比较小，那么承担的电费也相应地减少。电力排涝系统是一个很大的电力工程，属于高压供电。在对电力排涝系统进行无功补偿之后，能够改善电力排涝系统的功率因数，从而相应的也就减少了电费的支出。在进行功率补偿之后，功率的因数应该不超出0.92、0.94或者0.95，如果功率因数大于这些值，那么就不仅增加了设备的钱，反而没有相应地减少电费，变得更加地不经济。

2、降低系统的损耗

我们已经知道，无功功率的补偿能够改善功率因数值，下面我们就来看一下，功率因数值的变化对电力系统的影响：

表一 功率因数降低与功率损耗增加的百分数之间的关系

表二功率因数提高对降低有功功率损耗的影响

从上面的表格，我们可以发现随着功率因数的提高，电力设备的功率损耗就越来越少，随着功率因数的提高，有功功率的损耗就越来越小，所以，功率因数的改善能够降低电力设备的功率损耗，增加有功功率的利用率，从而降低整个电力排涝系统的损耗，提高整个电力排涝系统的有效运行率。

3、降低线路压降

由于线路的传送电流变小，所以系统线路的电压损失就会也随之降低，从而使得系统的电压变得更加地稳定，有利于带动比较大的电机，而且能够使电力排涝系统在稳定的电压下持续地进行运作。

此外，无功功率的补偿还能够降低电力排涝系统的能耗，提高电力排涝系统的供电功率，减少系统的用电贴费等等。

总结：

无功功率并不是指没有用的功率，为了保持排涝电力系统的正常工作，必须实现电力系统的无功功率补偿。无功功率补偿主要跟功率因数有关，人们可以采用低压和高压集中补偿或低压个别补偿的方式达到无功功率补偿的目的。无功功率的补偿能够改善功率因数，起到降低电力排涝系统能耗等一系列作用。

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