无功补偿对电力用户的经济效益

　　大部分用电设备为感性负载，自然功率因数较低，用电设备在消耗有功功率的同时，还需无功功率由电源送往负荷。功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标，通过合理采用无功补偿技术，可以减少无功功率在电网中的流动。
　　提高功率因数后可以达到节约电能、降低损耗的目的，同时用户也可以减少电费的支出。我国的电价结构包括基本电费、电能电费和按功率因数调整电费三部分。因此，用户通过合理的无功补偿投资，也能获得较好的经济效益。而目前许多农电用户对提高功率因数的重要性认识不足，造成了电能的损失和浪费。
　　1无功补偿的技术原则
　　无功补偿设备的优化配置原则为：“总体平衡与局部平衡相结合；供电部门补偿与用户补偿相结合；集中补偿与分散补偿相结合，以分散为主；降损与调压相结合，以降损为主。”无功就地平衡示意图如图1所示。
　　
　　图1无功功率就地平衡示意图
　　《电力系统电压无功技术导则》中规定：“3.2电力系统的无功电源与无功负荷，在高峰或低谷时都应采用分（电压）层和分（电）区基本平衡的原则进行配置和运行，并应具有灵活的无功电力调节能力与检修备用。
　　5.7220kV及以下电压等级的变电所中，应根据需要配置无功补偿设备，其容量可按主变压器容量的0.10～0.30确定。在主变压器*大负荷时，其二次侧的功率因数不小于表1中所列数值，或者由电网供给的无功功率与有功功率比值不大于表1中所列数值。
　　表1220kV及以下变电所二次侧功率因数规定值
　　
　　《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》：
　　“第五章无功电源建设与无功配置**十条变电站应合理配置适当容量的无功补偿装置，并根据计算确定无功补偿装置的容量。35～220kV变电站在主变压器*大负荷时，其一次侧功率因数应不低于0.95；在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。”
　　《国家电网公司农网“十一五”科技发展规划纲要》：“节能降损目标是积极推广应用节能、降损、环保技术、淘汰高耗能变压器。中压综合线损率降到9％以下，低压线损率降到11％及以下。10千伏母线功率因数达到0.95以上的目标。”
　　《电力系统电压和无功电力管理条例》：“第十二条用户在当地供电局规定的电网高峰负荷时的功率因数，应达到下列规定：
　　高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户功率因数为0.90及以上，其它100kVA（kW）及以上电力用户和大、中型电力排灌站功率因数为0.85及以上，趸售和农业用电功率因数为0.80及以上。凡功率因数未达到上述规定的新用户，供电局可拒绝接电。”
　　配电系统中无功补偿的方式如图2所示，方式1为变电所的集中补偿，方式2为配电台区的集中补偿，方式3为线路上的无功补偿，方式4为分散补偿。
　　
　　图2 配电系统无功补偿方式
　　220kV及以下电网的容性无功补偿设备总容量，可按下式计算：

                     Q_C = 1.15Q_D－Q_G－Q_R－Q_L
　　式中Q_C——容性无功补偿设备总容量；
　　Q_D——*大自然无功负荷；
　　Q_G——本网发电机的无功功率；
　　Q_R——主网和邻网输入的无功功率；
　　Q_L——线路和电缆的充电功率。
　　10(6)kV配电线路上宜配置高压并联电容器，或者在配电变压器低压侧配置低压并联电容器。电容器的安装容量不宜过大，一般约为线路配电变压器总容量的0.05～0.10，并且在线路*小负荷时，不应向变电所倒送无功。如配置容量过大，则必须装设自动投切装置。变压器的无功消耗可按下式计算：

ΔQ_T = [I₀%/100＋V_K%/100×β² ]S_e