无功补偿的规划

一、规划的目的和要求
　　 在电力系统中先天性地存在着大量的无功负荷，这些无功负荷来自电力线路、电力变压器以及用户的用电设备。系统运行中大量的无功功率，将降低系统的功率因数，增大线路电压损失和电能损失，严重的影响着电力企业的经济效益。解决这些问题的一个有效方法就是进行无功补偿。同时，在现代电力企业中，功率因数是考核配电网运行的重要指标，为达到考核指标，必须结合本地区的具体情况，进行无功补偿的规划，其规划的目的是：
　　 (1)保证规划地区的无功平衡，维持电力系统的无功稳定。
　　 (2)提高地区电网电压的质量，使地区电网无功、电压优化运行。
　　 (3)提高功率因数，改善地区电网的电能质量和提高电力企业的经济效益。
　　 (4)合理地确定无功补偿方式、无功补偿容量、无功补偿的安装地点使补偿效果最佳。
　　 (5)防止过补偿引起发电机自励磁。
　　 二、无功补偿设备
　　 在配电网中无功补偿设备通常有下列几种：
　　 (1)同步发电机。同步发电机是电力系统中惟一的有功电源，同时也是无功的墓本源。
　　 (2)同步电动机。同步电动机功率因数可以超前运行，在工、农业的生产中，凡是不要求调速的生产机械，诸如鼓风机、水泵等，在经济条件合适的情况下，应该尽量选用同步电动机拖动。
　　 (3)异步电动机同步化。异步电动机同步化是指线绕式异步电动机，在启动至额定转速后，将转子用直流励磁，使其作为同步电动机使用．在这种运行方式下，异步电动机如同电容器一样，从电网吸收容性无功功率。
　　 (4)电力电容器。在配电网中电力电容器是应用最为广泛的无功补偿设备，其原因是电力电容器是静止的无功补偿设备，因此其安装、运行、维护都比上述设备简单。
　　 (5)晶闸管动态补偿器。晶闸管动态补偿器是近年来才发展起来的无功补偿装置，它以晶闸管为主要工作部件，由于其具有开关速度快、连续调节无功功率等优点，在配电网中、尤其是在低压配电网中应用的比较广泛。
　　 三、无功补偿的容量，地点及补偿方式
　　 在应用电容器进行无功补偿时，在电网中将要安装并联电容器。这些设备可抵偿感性负荷所消耗的部分无功功率，从而降低线路的电能损耗并提高系统的功率因数，改善电网的运行条件和电能质量。
　　 在进行无功补偿配置时，实际上包含两个方面的内容：①补偿安装地点及补偿方式的

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确定；②补偿容量的配置。
　　 补偿装置的安装地点及方式可分为集中补偿、分组补偿、随机补偿、随器补偿、跟踪补偿等各种方式。
　　 (1)集中补偿通常指装设于地区变电所或高压供电用户降压变电所母线上的高压电容器组；也包括集中装设于电力用户总配电室低压母线上的电容器组。其优点是易于实现自动投切，利用率高，维护方便，事故少，能减少配电网、用户变压器及专供线路的无功负荷和电能损耗。
　　 (2)分组补偿一般装设于线路上、配变低压侧。
　　 (3)随机补偿是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机同时投切。
　　 (4)随器补偿是将低压电容器接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功。
　　 (5)跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0．4kV母线上的补偿方式。补偿电容器的固定连接组可起到相当于随器补偿的作用，补偿用户自身的无功基荷；可投切连接组用于补偿无功峰荷部分。投切方式分为自动和手动两种。一般地，用户负荷有一定的波动性，故推荐选用自动投切方式，采用无功补偿自动投切装置。此种装置可较好地跟踪无功负荷变化，运行方式灵活，运行维护工作量小。
　　 考虑到电机投运的不同时率和单台电机补偿容量的限制等因素，对于较大的工业企业用户，采用跟踪补偿比随机、随器补偿能获得更好的补偿效果，而且不需要提高补偿度，并可适当调整各组电容器的运行时间，使其寿命相对延长，从而降低电器的购置更新费用。但是，跟踪补偿所需的自动投切装置较随器、随机补偿的控制保护装置复杂，功能更完善，初投资也大一些。
　　 四、自动投切装置的选择
　　 自动投切装置的选择应特别注意其性能和质量。必须满足以下五个条件：
　　 (1)能根据无功负荷的变化自动投切电容器组，使功率因数保持在0.95以上且不过补偿。
　　 (2)能实现电容器组自动循环投切，使电容器、接触器使用几率接近、延长使用寿命。
　　 (3)元器件性能稳定可靠，受环境影响小，便于维护。
　　 (4)具有过电压保护功能。
　　 (5)在轻负荷时，不会引起电容器组投切振荡现象。
　　 投切振荡现象是指在分组自动投切电容器时，未投入某一组电容器其功率因数低于给定的下限，而投入后又高于其上限，于是在自控器的作用下反复进行投切。
　　 五、偿容量的配置
　　 偿容量的配置有以下几种：
　　 (1)变电所集中装设的补偿容量可以按照主变容量的20％一40％来选择。
　　 (2)配电线路上的分散补偿容量通常可以按照“三分之二”法则来选择。即在均匀分布负荷的配电线路上，安装电容器的最佳容量是该线路平均负荷的2／3；安装最佳地点是自送端起的线路长度的2／3处。这一结论是在理想情况下推演出来的，因此在应用时，应根据具体情况具体分析，不能一概而论。
　　 (3)电动机就地补偿以不超过电动机空载时的无功消耗为原则，配变低压侧电容器补

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