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諧波治理和無功補償?shù)谋匾?/h3>
一、能源危機
能源的開發(fā)和控制是一個世界性的課題，它直接關(guān)系到人類的生存和發(fā)展，沒有哪一個國家不在奮力尋求解決能源問題的有效方案。能源的儲量是有限的，解決能源問題的重點自然就落到了能源控制和節(jié)能上。無功補償和諧波治理可以有效地節(jié)約能源，減少用電單位的用電支出。
二、國情需要
在中國，對節(jié)能降耗控制的需求顯得尤為迫切，因為中國正面臨著長期性的電力短缺和緊張。日本能源研究所報告指明：中國目前的電力缺口是9.93%，到2010年將劇增至15%。并且，中國的電力來源的結(jié)構(gòu)也對未來的電力市場造成了巨大的潛在的威脅，安裝無功補償和諧波治理裝置，提高電力線路設(shè)施的免維護率，為中國企業(yè)節(jié)約電能，提高設(shè)備出力顯得尤為重要。
三、政策支持
全國供電規(guī)則規(guī)定：無功電力應(yīng)就地平衡，用戶應(yīng)在提高用電自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計和安裝無功補償設(shè)備，并做到隨其負荷和電壓的變動及時投入或切除，防止無功電力倒送。改善企業(yè)用電的功率因數(shù)(即進行無功功率補償)，消除企業(yè)力率電費是企業(yè)節(jié)約電能的重要環(huán)節(jié)。
四、 企業(yè)需求
許多企業(yè)對無功補償、諧波治理的節(jié)能意義認識不足，不知道為什么要裝，僅僅是因為供電部門力調(diào)罰款，才不得不裝。客觀地講，無功補償及諧波治理確實對供電部門有諸多好處，但對企業(yè)自身也有許多益處：
1、電力部門對各企業(yè)的功率因數(shù)有規(guī)定的標準，如果達不到標準，要對其進行罰款，收取力率電費，功率因數(shù)提高后可以消除力率罰款電費。(電費的構(gòu)成：①.基本電費②.動力電費③.附加電費④.三峽集資電費⑤.力率調(diào)整電費)
2、安裝無功補償裝置后電網(wǎng)傳輸?shù)臒o功功率減少，這樣就增加了電網(wǎng)的傳輸有功功率的能力，提高了設(shè)備利用率。
3、功率因數(shù)提高后，線路的總電流下降，線路損失和變壓器有功損失會降低，可以減少一部分動力電費。
4、功率因數(shù)提高后，線路的總電流下降，線路的電壓降減小，從而改善了電壓質(zhì)量。
5、在變壓器出力不夠時，安裝無功補償裝置，提高功率因數(shù)可使變壓器的帶載能力增強。
1、無功補償的主要作用
無功補償的主要作用就是提高功率因數(shù)以減少設(shè)備容量和功率耗損、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負載的有功和無功功率。安裝并聯(lián)電容器進行無功補償，可限制無功補償在電網(wǎng)中傳輸，相應(yīng)減小了線路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。無功補償應(yīng)根據(jù)分級就地和便于調(diào)整電壓的原則進行配置。集中補償與分散補償相結(jié)合，以分撒補償為主;高壓補償與低壓補償相結(jié)合，以低壓補償為主;調(diào)壓與降壓相結(jié)合;并且與配電網(wǎng)建設(shè)改造工程同步規(guī)劃、設(shè)計、施工、同步投運。 無功補償的主要作用具體體現(xiàn)在：①提高電壓質(zhì)量;②降低電能損耗;③提高發(fā)供電設(shè)備運行效率;④較少用戶電費支出。
2、無功補償電容器的特點
①無功補償電容器是在工頻交流電壓下長時間運行的容性無功功率供應(yīng)源。
②無功補償電容器本身的有功功率損耗較小，一般約占無功容量的0.3%~0.5%。
③電力電容器安裝簡單、使用方便，維護工作量小，一次投資較少。
④由于結(jié)構(gòu)上的特點，過高的環(huán)境溫度和運行電壓都會影響它的實用性能和壽命，甚至造成事故。
⑤電容器的無功出力與電壓平方成正比。
當系統(tǒng)電壓降低而需要更多的無功補償時，電力電容器的無功出力恰恰在此時降低，顯示出其性能不足的一面。電力電容器是電力系統(tǒng)無功補償的手段，運行中并聯(lián)電容器的容性電流抵消感性電流，使傳輸元件如變壓器、線路中的無功功率響應(yīng)減少，因而，不僅降低了由于無功的流向而引起的有功損耗，還減少了電壓損耗，提高了功率因數(shù)。所以采用并聯(lián)電容器進行各級電網(wǎng)的無功補償是電力系統(tǒng)最廣泛的應(yīng)用方法。
3、合理選擇和應(yīng)用無功補償電容器
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①電容器額定容量的選擇應(yīng)注意與變壓器容量相匹配。電容器額定容量過大或過小都難以取得合理的補充效果。
②防止電容器開關(guān)頻繁投切。電容器開關(guān)頻繁投切會產(chǎn)生極高的尖峰電流，尖峰電流對開關(guān)電氣的正常操作危害很大，常造成開關(guān)電氣的使用壽命縮短或損壞故障的突然發(fā)生。
③防止電容器受到諧波諧振的影響。在電容器接通回路中串聯(lián)一個感性電抗器，既可以防止產(chǎn)生諧振，亦可吸收高次諧波電流。
④選擇新型號產(chǎn)品。目前國內(nèi)開發(fā)生產(chǎn)的新型電容器，無論是技術(shù)指標還是結(jié)果性能都有了很大提高。
4、確定無功補償容量
無功補償計算的目的是為了合理選擇并聯(lián)電容器的容量。電容器安裝容量的選擇可根據(jù)使用目的的不同、按改善功率因數(shù)提高運行電壓和降低線路損失等因數(shù)來確定。
①從提高功率因數(shù)角度決定補償容量，這是最常用的方法。除公式計算外，實踐中亦可以利用查表發(fā)獲得每1kW的有功功率、功率因數(shù)，改善前后所需補償?shù)娜萘俊Ｔ俪艘宰畲筘摵傻脑缕骄泄β剩纯捎嬎愠鏊枰?a href="http://www.ehy94.cn" target=_blank>無功補償容量。
②從提高線路端電壓角度決定補償容量。按無功電壓規(guī)定，以送端潮流功率因數(shù)在0.95~0.98為宜，一般可達到末端電壓降不大的目的。
③從提高變電站供電能力角度決定補償容量。
5、用電企業(yè)無功補償方法
用電企業(yè)普遍利用并聯(lián)電容器進行無功補償，以提高功率因數(shù)，降低供電線路得電流和降低線損，但在實際應(yīng)用中，不同的補償方式補償效果有所差異。
①高壓電容無功補償。對提高總回路功率因數(shù)的效果最為顯著，但對企業(yè)的節(jié)電效果而言，不如低壓電網(wǎng)和用電設(shè)備的直接補償理想。
②低壓電容集中無功補償。集中補償分為固定容量補償和自動補償，可最大幅度挖掘變壓器額定容量的潛力，增大負載能力。低壓集中補償?shù)娜秉c是不能解決低壓網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部無功電流的流動;補償容量大時投入資金較高，在低負荷時還易出現(xiàn)過補，造成效率降低;在投切過程中往往由于沖擊涌流較大而易造成設(shè)備損壞。
③無功功率就地補償。無功功率就地補償?shù)姆绞娇梢宰畲笙薅鹊亟档途�路的電流，但對于頻繁操作的設(shè)備，由于瞬間大電流的頻繁沖擊，也易造成電容器損壞。另一方面，由于電容是隨即運行投切，其有效利用率也較低。
④低壓分散無功補償。其優(yōu)點是投切較為經(jīng)濟，在低負荷時可以相應(yīng)停運部分補償電容器，以防過補。其缺點是需要人工頻繁投切操作。在投切不及時或投切容量不對應(yīng)時，也易造成過補償或欠補償。
6、電容器安裝容量倒置的原因
電網(wǎng)無功補償布局不合理，長期存在電容器安裝容量倒置現(xiàn)象。110kV變電站理應(yīng)多裝電容器，但普遍存在的實際情況卻是110kV變電站安裝的電容器容量小，不能滿足需要。220kV及以上電壓等級變電站理應(yīng)少裝電容器，而目前的實際情況卻是安裝的電容器容量往往大于需求。這就是所謂城鄉(xiāng)電網(wǎng)與區(qū)域電網(wǎng)電容器安裝容量倒置現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的主要原因有：
①變電站電容器的設(shè)計安裝容量為變壓器容量的10%~30%。長期沿用的設(shè)計思想是區(qū)域變電站按變壓器容量的25%左右配置，而城鄉(xiāng)變電站僅按10%~30%配置。這種設(shè)計思想沒有考慮到用戶功率因數(shù)較低的實際情況，也沒有經(jīng)過電網(wǎng)無功功率優(yōu)化配置計算，與實際應(yīng)用效果不符。
②區(qū)域變電站無功補償投資遠大于城鄉(xiāng)變電站的無功補償投資，造成客觀上的電容器安裝容量倒置。
③目前對變電站的無功容量配置，缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標準和統(tǒng)一的協(xié)調(diào)與管理。
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