无功负荷低压就地补偿的经济效益与应用实例
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摘 要：在电力用户中，为了提高功率因数，大多数采用了在0.4千伏配电母线上安装补偿电容器的办法。这种补偿方式，实际上只能改善用户配电变压器及供电网络中的功率因数，而对用户0.4千伏级线路上的电能损耗却几乎起不到减少的作用。本文阐述了无功负荷就地补偿方式的选择、就地补偿技术的优越性、补偿容量的确定以及由此而带来的经济效益。
关键词：无功负荷；就地补偿；电容器；经济效益
中图分类号：TM71 文献标识码：A
1概述
在电力用户中，为了提高功率因数，大多数采用了在0.4千伏配电母线上安装补偿电容器的办法。这种补偿方式，实际上只能改善用户配电变压器及供电网络中的功率因数，而对用户0.4千伏级线路上的电能损耗却几乎起不到减少的作用。用户安装补偿电容器主要是满足供电部门对功率因数考核的要求，自身受益少。
据资料统计，电动机是低压电网中无功电能的主要消耗者，选择将电容器安装在电动机附近，是节电效果最好、结线最简单和容易实现的无功补偿方式。
2.1 供电部门可以使网内输送的无功功率减少，从而达到全网因输送无功功率所引起的有功功率网损最小。
2.2 电容器和电动机直接并联在一起，安装简单，且同时投入和停用，可以保证无功不倒流，使用户的功率因数始终处于滞后的状态下。
2.3 使用户内部矛盾0.4千伏低压线路上的无功电流大量减少，从而“释放”出富余容量，可使供电能力增加30%左右，减少了对电气设备的投资。
2.4 因为减少了线路压降可以提高电动机的端电压，相应可减少电动机的电流，延长电动机的使用寿命。综上特点，世界工业发达国家如美国、日本等国已都把无功就地补偿列入行业技术法规（如《美国国家电气法规NEC-460》、《日本电气学会标准JEC-8001-1982》、《日本东京电力公司技术法规》等），作为补偿方案的最佳选择并迅速得到推广普及。
3 补偿容量的确定
单台电动机进行无功就地补偿，就根据电动机的运行工况和技术参数确定。
3．1 载电流计算
3.1.1 机械负荷惯性小时（如风机等）
3.1.2机械负荷惯性大时（如水泵等）
式中：Qc--补偿容量（kvar）
KBKB'--补偿系数
Ue--电动机额定电压（V）
IO--电动机空载电流（A）
电动机的空载电流IO，由厂家提供，或用钳型电流表实测，或参照下式确定。
式中：Ie--电动机额定电流
COSφe--电动机额定负荷时的功率因数
按电动机额定功率计算
式中：Pe--电动机额定功率（kw）
KB--补偿系数，表达式为 )
φe--额定功率因数角
b--最大转矩对额定转矩的倍数。
4 补偿接线方式
4.1对直接起动的电动机并联电容器时，可将电容器并到电动机控制器的负荷侧或电动机进线处（如图1所示），使电容器和电动机一起投入和停用。
4.2星-三角起动的电动机的补偿电容器接线，应在电容器连接线上安装CJ19接触器，使用时只能在由星形起动后转入角形正常运转时，电容器才能并上（如图2所示），以此避免在星-角开路转换中，电动机因自励产生过电压。
5电容器的连接导线、开关和保护装置
根据《农村低压电力技术规程》DL499-2001规定；低压并联电容器的开关、保护装置及连接件的选择，均应能承受1.5In（电容器额定电流）的连续过电流，并能承受投入电容器时可能产生的调幅值及高频率的过渡过电流所引起的电动力和热效应。
6就地补偿经济效益的计算
6.1 求补偿后的功率因数
6.2 求补偿后的损耗降低率
6.3 求电流降低率
6.4 求可挖掘的变压器容量
(kVA)
6.5 求可挖潜的有功功率
(kW)
6.6求年节电量
(kWh)
6.7求补偿后节约电费
(元)
6.8求补偿后电容器的投资
(元)
6.9求补偿后的偿还期限
式中：Kg--无功经济当量，取0.06kw/kvar
T--年运行时间（小时）
C--购电价（元/kWh）
C'--电容器购价（元/kWh）
结束语
无功负荷就地补偿可使电力用户满足供电部门对功率因数的要求，又可使用户内部0.4千伏低压线路上的损耗减小，实际节电效果可达10%-20%，使用户能够获得无功补偿的最佳经济效益。
参考文献
[1]原固均，张莲瑛，蒋明其.农村低压电力技术规程DL449-2001[M]北京：中国电力出版社.2001年10月.
[2]美国国家电气法规NEC-460[M]北京 中国标准出版社.2002年
[3]王主丁.电力技术配电网并联电容器的优化补偿[M]，北京：中国电力杂志出版社.1997年