10KV線路變壓器及電動機無功補償

1．怎樣進行無功補償

應采取就地平衡的原則，使電網任一時刻無功總出力（含無功補償）與無功總負荷（含無功總損耗）保持平衡。某供電局已實現了變電所的集中補償，本文不再涉及，僅就10KV線路，配變與電動機的補償加以討論。

（1）10KV配電線路的無功補償：

某供電局在每條10KV配電線路上安裝1～2處高壓無功自動補償裝置，補償容量按線路配變總容量的10％掌握。某供電局公用配變容量為40500KVA，需補償無功容量約為4000KVAR，約需資金55萬元。經計算，安裝一處時，宜將無功自動補償裝置安裝在距線路端的2／3線路長度處。安裝兩處時，處安裝在距線路端的2／5線路長度處，另一處安裝在距線路端的4／5線路長度處，各處容量為線路總補償容量的一半。具體安裝時，還應考慮便於操作、維護和檢修工作等。

（2）配電變壓器的無功補償：

農網的大部分配電變壓器晝夜負荷變化較大，許多村屯用電多為居民生活用電，白天及後半夜多數變壓器處於輕載或空載狀態。我們知道變壓器的損耗包括有功損耗和無功損耗，無功損耗包括空載勵磁損耗及漏磁無功損耗。從配電網線損理論計算可知，配電變壓器的無功損耗約占配電網總損耗的60％左右。為有效補償配電變壓器本身的無功功率，避免輕載時功率因數超前，電壓升高及節約資金，對容量在200KVA以下的配電變壓器按配變容量的5％左右掌握實行靜態無功補償。將補償裝置裝設在配變低壓出口處，隨配變同時投切。對200KVA及以上的配變安裝自動跟蹤補償裝置。

（3）電動機的無功補償：

7.5KW及以上投運率高的電動機*好進行無功補償，為防止出現因過補而產生的諧振過電壓，燒毀電動機，應將電動機空載時的功率因數補償到接近1。因為電動機空載時的無功負荷*小，補償後滿載的電動機功率因數仍為滯後，這樣就避免過補償現象的發生。將低壓電容器同設備一起投切，直接補償設備本身的無功損耗。

①機械負荷慣性較小的電動機（如風機等）：

QC≈0.9QO

（1）

式中QC－－補償容量，KVAR

QO－－電動機空載無功功率，KVAR

電動機空載電流可由廠家提供，如無，可參照（2）式確定：

IO＝2IE（1－COSφ），

（2）

式中IO－－電動機空載電流，A

IE－－電動機額定電流，A

COSφ－－電動機額定負荷時功率因數

②機械負荷慣性較大的電動機（如水泵等）：

QC＝（1.3～1.5）QO

（3）③車間、工廠集中補償容量可按（4）式確定：

QC＝PM（TGφ1－TGφ2）

（4）式中PM－－*高負荷時平均有功功率

TGφ1－－補償前功率因數角的正切值

TGφ2－－補償後功率因數角的正切值

電動機的無功補償，由於受益方主要是客戶本身，因此投資應由客戶自己承擔。

2.經濟效益分析

（1）配電變壓器無功補償經濟效益分析：

電網實現無功補償後，不僅降低配變用電設備的損耗，而且使高低壓配電電流減少，導致線損率的降低，同時主變銅損及上上等輸電線路的導線損失降低。全部考慮將使計算複雜。為簡化計算程序，可以采用無功補償經濟當量來計算無功補償後的經濟效益。它的物理意義是每安裝1KVAR的補償電容器，相當於有功損耗降低多少千瓦。補償裝置於配電變壓器低壓母線側，無功經濟當量值查有關手冊可取0.15。為使計算更具科學性，根據望奎縣實際情況，計算時取0.1。望奎縣供電區需安裝無功補償容量為2500KVAR，經計算，每年可減少電量損失170萬KW？H，每KW？H購電單價按0.3元計算，每年可有50萬元的收益。

（2）10KV配電線路無功補償經濟效益分析：

10KV配電線路共需無功補償容量約為4000KVAR，無功經濟當量查有關手冊可取0.06，補償設備每天投運按6小時左右，經計算，每年可減少電量損失節約50萬KW？H，每KW？H按0.3元購電單價計算，每年可有15萬元的收益。

（3）無功補償設備本身的經濟效益分析：

安裝無功補償設備後，設備本身損耗的電量可按下式計算：

A＝QC？TGφ

（5）式中QC－－投運電容器容量，KVAR

TGφ－－電容器介質損失角的正切值

T－－電容器投運時間

經計算，無功補償設備年消耗電量為16萬KW？H，每年有5萬元的負收益。

通過以上分析表明，無功補償總投資約為100萬元，設備投運後每年可有60萬元的收益，兩年即可收回全部投資。