意义和方法如下:
◎改善电能质量
负荷(P+JQ)电压损失ΔU简化计算如下:
ΔU=(PR+QX)/U (1)
式中 U-线路额定电压,kV
P-输送的有功功率,kW
Q-输送的无功功率,kvar
R-线路电阻,Ω
X-线路电抗,Ω
安装补偿设备容量Qc后,线路电压降为ΔU1,计算如下:
ΔU1=[PR+(Q-Qc)X]/U (2)
很明显,ΔU1<ΔU,即安装补偿电容后电压损失减小了。由式(1)、(2)可得出接入无功补偿容量Qc后电压升高计算如下:
ΔU-ΔU1=QcX/U (3)
由于越靠近线路末端,线路的电抗X越大,因此从(3)式可以看出,越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。
◎降低电能损耗
安装无功补偿主要是为了降损节能,如输送的有功P为定值,加装无功补偿设备后功率因数由cosφ提高到cosφ1,因为P=UIcosφ,负荷电流I与cosφ成反比,又由于P=I2R,线路的有功损失与电流I的平方成正比。当cosφ升高,负荷电流I降低,即电流I降低,线路有功损耗就成倍降低。反之当负荷的功率因数从1降低到cosφ时,电网元件中功率损耗将增加的百分数为ΔPL%,计算如下:
ΔPL%=(1/cos2φ-1)•100% (4)
功率因数降低与功率损耗增加的百分数之间的关系如表1。
表1
功率因数从1降低到左列数值 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65
电网元件中有功损耗增加百分数△PL% 11 23 38 56 78 104 136
功率因数提高对降低有功功率损耗的影响见表2。
表2
功率因数由右列数值提高到0.95 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9
可变有功功率损耗降低的百分数 60 53 46 38 29 20 10
◎挖掘发供电设备潜力
(1)在设备容量不变的条件下,由于提高了功率因数可以少送无功功率,因此可以多送有功功率。可多送的有功功率ΔP计算如下:
ΔP=P1-P=S(cosφ1-cosφ) (5)
(2)如需要的有功不变,则由于需要的无功减少,因此所需要的配变容量也相应地减少ΔS计算如下:
ΔS=S-S1=P(1/cosφ-1/cosφ1) (6)
可以减少供电设备容量占原容量的百分比为ΔS/S计算如下:
ΔS/S=(cosφ1-cosφ)/cosφ1=(1-cosφ/cosφ1) (7)
(3)安装无功补偿设备,可使发电机多发有功功率。系统采取无功补偿后,使无功负荷降低,发电机就可少发无功,多发有功,充分达到铭牌出力。
◎减少用户电费支出
(1)可以避免因功率因数低于规定值而受罚。
(2)可以减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗,因而相应可以减少电费的支出