浅谈低压无功补偿的应用效果
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内容提要：减排节能是国家的大政方针，减少电能在供电线路中的损耗是节能减排的重要内容，本文在理论上对低压无功补偿进行了分析，简述了其在实际工程中的应用，并举例进行了说明。
关键词： 供电线路；无功补偿；电压；电流
1 问题的提出
在供电企业的管理工作中，线损率是供电企业的一个重要考核指标，它的高低直接关系到企业的经济效益。加强管理、优化线路参数等降损方式大家已经理解并在努力完善中，而对于采取就地无功补偿方式降低线损并没有得到科学的理解：有的电工嫌投入补偿电容后总电表转慢了，就停掉了JP柜内的补偿电容器；有的嫌晚上电压高，切掉线路补偿电容不再投入使用，使得电网无功补偿现状"雪上加霜"。的确，电容自身并不节电，但是根据电工原理我们知道补偿电容在工作中电容电流可以抵消电感电流，从而减少输配电线路中流动的电流，从而减少电流引起的损耗及电压降。电表走慢了，是因为减少了低压线路损耗，晚上线路电压高，可以通过调整变压器分接头调节输出电压来实现。
就补偿装置来说，较高压补偿装置而言，低压无功补偿装置具备以下几个优点：一是安装灵活方便，对环境要求不高，配套设备少，维护维修方便，安全要求一般；二是投资少，由于电压等级低，设备在市场上即可购到，投资是同容量高压补偿装置的30%～50%；三是投切灵活，这也是它最大的优点，可以根据线路无功电流的变化，自动投入切除电容，达到无功的平衡。相对于高压补偿装置动辄几百千乏的投切来说，使用低压自动补偿装置可以达到"无极变速"。 因此，在配电网中，为减少线路损耗达到最佳经济效益，应尽量减少有功功率以外的功率流动。并且无功补偿应以随机就地补偿为主，高压线路中的补偿、变电站补偿为辅。
2 低压无功补偿装置的应用实例
为说明采取低压自动无功补偿装置节能降损的效果，举例说明。
例1：某供电企业给某淀粉厂加装470 kvar低压自动补偿电容柜，设定补偿限值cosj为0.95，小于限值则自动顺序投入电容器组。如功率因数超前，向线路反送无功功率，则开始顺序切除电容器，使功率因数在一个相对稳定的区域保持动态平衡。 试机时一次电流1050 A，cosj = 0.7，装置自动投入400 kvar后，功率因数达到1，一次电流变为750 A，电流是补偿前的电流的70%，即减少线路电流30%左右。
表1列出了补偿前后参数的变化。
例2：某供电企业给某造纸厂加装500 kvar低压自动补偿柜，补偿前功率因数小于0.75，线路电流1300 A，自动补偿到功率因数为0.96后一次电流是1000 A，直观减少线路电流25%左右。 根据电路原理，线路的损耗与负荷电流的平方成正比，线路电流大则损耗大，线路电流减小则线损减少，例1中，补偿前电流为I，补偿后电流大约为0.7×I，根据DP = 3I2R，所以补偿后的线路损耗为补偿前线路损耗值的49 %，线路损耗降低了大约51%左右。
例2中线路补偿后电流大约是补偿前电流的0.77，所以补偿后的线路损耗大概是补偿前线路损耗的59%。
推算出补偿前后功率因数的变化与线路损耗变化的关系：
按表2所示：例1功率因数从0.7提高到1，补偿后的线路损耗为补偿前线路损耗的49%；线路功率因数从0.75提高到0.95后，线路损耗为补偿前的63%，降低线损效果明显。
用户低压端无功补偿装置一般按照用户无功负荷的变化自动投切补偿电容器，达到动态控制的目的，可以做到不向高压线路反送无功电能。在配电网中，若各用户低压侧配置了足够的无功补偿装置，则可使配电线路中的无功电流最小，也使配电线路的有功功率损耗最小，这是最理想的效果。另外，线路中的无功电流小，也使线路压降减少，电压波动减少。 由此得出，配电网中的用户端实现无功就地补偿是合理的无功补偿方式，大力推广应用自动控制装置提高线路功率因数，达到动态的管理，这是理想的节能降损办法。否则，即使在线路关口处的功率因数很高，也不能有效地降低线路的有功功率损耗。
根据上述理论与实际应用情况，顺平供电公司修试所采用工业微电脑自动控制器控制电容的投切，控制器内设过电压保护，可预防因系统过电压损坏电容器，可自行设定投切限值、投切时间等。该补偿装置容量可根据现场需要进行配置，在实际使用中，可根据仪表测量或通过理论计算方式确定应补偿的容量，应用灵活方便，尤其适合低压客户随机补偿使用，可有效提高电机效率，在农网中普及应用，可大幅降低线损。
参考文献：《中华人民共和国建筑电气工程施工质量验收标准》
《建筑电气工程 基础 设计 实施 实践》
《建筑工程施工工艺规程》
《建筑电气设计与施工》
作者简介：
段喜庆 1980年生，吉林建筑工程学院电气工程及其自动化专业 本科
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