電力網(wǎng)在運行時(shí)，電源提供的無(wú)功功率是電能轉換為其他形式能的前提，沒(méi)有無(wú)功功率，變壓器就不能變壓與輸送電能；電動(dòng)機的旋轉磁場(chǎng)就建立不起來(lái)，電動(dòng)機就無(wú)法轉動(dòng)。但是，遠距離傳輸無(wú)功功率，又會(huì )造成線(xiàn)路有功功率的損耗和電能質(zhì)量的降低，這不僅影響電力網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行，而且也影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，怎樣降低無(wú)功電力的長(cháng)距離輸送，已成為電力部門(mén)和用電企業(yè)*的研究課題。因此，我們根據用電設備消耗無(wú)功的多少，在負荷較集中、無(wú)功消耗較多的地點(diǎn)增設了無(wú)功電源點(diǎn)，使無(wú)功的需求量就地得到解決，這樣不但減少了無(wú)功傳輸過(guò)程中造成的能量損耗和電壓降落，而且提高了供用電雙方和社會(huì )的經(jīng)濟效益。那么如何對設備補償才能取得*的經(jīng)濟效益呢？那還需根據系統及負荷的情況確定合理的補償方案。

一．無(wú)功補償的原則

無(wú)功補償應本著(zhù)全面規劃，合理布局，分級補償，就地平衡的原則確定*的補償容量和分布方式。具體內容如下。

總體的無(wú)功平衡與局部的無(wú)功平衡相結合，既要滿(mǎn)足供電網(wǎng)的總無(wú)功需求，又要滿(mǎn)足分線(xiàn)、分站的變電站及各用戶(hù)無(wú)功平衡。

集中補償與分散補償相結合，以分散補償為主，這就要求在負荷集中的點(diǎn)進(jìn)行補償，既要在變電站進(jìn)行大容量集中補償，又要在配電線(xiàn)路、配電變壓器和用電設備處進(jìn)行分散補償，使無(wú)功就地平衡，減少變壓器和線(xiàn)路的損耗。

高壓補償與低壓補償相結合，以低壓補償為主。高壓無(wú)功補償裝置應裝設在變壓器的主要負荷側，當不具備條件時(shí)，可裝設在變壓器的第三繞組側，高壓側無(wú)負荷時(shí)，不得在高壓側裝設補償裝置。

降損與調壓相結合，以降損為主，兼顧調壓。這是針對供電半徑較長(cháng)，分支較多，負荷比較分散，自然功率因數低的線(xiàn)路。這種線(xiàn)路負荷率低，線(xiàn)路的供電變壓器多工作在空載或輕載的工況下，線(xiàn)路損失大，若對此線(xiàn)路進(jìn)行補償，可明顯提高線(xiàn)路的供電能力。

二．無(wú)功補償裝置容量的確定

1.低壓集中補償

配電網(wǎng)的無(wú)功補償以配電變壓器低壓的集中補償為主，以高壓補償為輔，配電變壓器無(wú)功補償裝置的容量如果無(wú)法了解負荷的工作情況及系統參數，可按變壓器zui大負荷率為75%，負荷功率因數為0.70考濾，補償到變壓器zui大負荷時(shí)其高壓側的功率因數不低于0.95，或按變壓器容量的20%～40%進(jìn)行配置。

用戶(hù)對功率因數有特殊要求時(shí)，可選擇合適的補償容量使功率因數達到用戶(hù)的要求值。

2．電動(dòng)機定補

按照電動(dòng)機的空載電流確定電動(dòng)機的定補容量，電動(dòng)機的空載電流約占額定電流的25%～40%。為了防止電機退出運行時(shí)產(chǎn)生自激過(guò)電壓，電動(dòng)機的補償容量一般不應大于電動(dòng)機的空載無(wú)功，通常取QC=(0.95～0.98)UeI0

對于排灌電動(dòng)機等所帶機械負荷軸慣性較大的電機，補償容量可適當加大，大于電機空載無(wú)功負荷，但要小于額定無(wú)功負荷。對于排灌用普通電機，可按下式確定補償容量

QC=(0.5～0.6)Pe（Kvar）

3.隨器補償

變壓器在輕載及空載時(shí)的無(wú)功負荷主要是變壓器的空載勵磁無(wú)功。

Q0=I0%Se×10-2（Kvar）

隨器補償只能補償配變的空載無(wú)功Q0。如果在補償容量大于變壓器的空載無(wú)功時(shí)，則在配變接近空載時(shí)會(huì )造成過(guò)補償，易產(chǎn)生鐵磁諧振。因此推薦選用的補償容量為

QC=(0.95～0.98)Q0

三．無(wú)功補償裝置的匹配原則

1．低壓補償裝置回路數的選擇

在補償容量確定的情況下，補償的回路數分得越多，每一回路的補償容量越小，補償效果越好，但投資越大，設備的造價(jià)越高，產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比越差。同時(shí)電容器分的組數越多，與系統發(fā)生諧振的機率越大，因此《并聯(lián)電容器裝置設計規范》GB50227-1995規定電容器分組容量應根據加大單組容量，減少組數的原則確定。當分組電容器按著(zhù)各種分組容量組合運行時(shí)，不得發(fā)生諧振。

通常根據zui小負荷波動(dòng)特點(diǎn)確定單支路補償的容量，從而確定補償回路數。0.4KV系統的戶(hù)外補償箱一般選擇2～4路，戶(hù)內補償柜一般選擇4～10路，高壓補償一般1-4路，補償的回路數越多，在存在諧波的情況下與系統產(chǎn)生諧波諧振的機率越大，因此，在保證投切精度的情況下，以選則的回路越少性?xún)r(jià)比越高。

2．投切開(kāi)關(guān)的選擇

低壓無(wú)功補償裝置分三種開(kāi)關(guān)（接觸器、無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、復合型智能開(kāi)關(guān)）投切電容器。

接觸器開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)：投切電容時(shí)沖擊電流大、有燃弧，開(kāi)關(guān)壽命短（一般小于１萬(wàn)次），但通流時(shí)功耗低，比較適合負荷基本不波動(dòng)或波動(dòng)很不頻繁的場(chǎng)合。

無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)：過(guò)零點(diǎn)投切電容、無(wú)涌流，電容器切除時(shí)無(wú)過(guò)電壓，開(kāi)關(guān)壽命長(cháng)、電容器無(wú)需放電可再次投入，但通流時(shí)有一定的功耗，比較適合特別頻繁波動(dòng)的場(chǎng)合。

復合開(kāi)關(guān)：過(guò)零點(diǎn)投切電容、電容器投入時(shí)無(wú)涌流，切除無(wú)過(guò)電壓產(chǎn)生、開(kāi)關(guān)壽命較長(cháng)（大于50萬(wàn)次）、功耗小，投切速度介于接觸器和無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)之間。復合開(kāi)關(guān)是一種將雙向晶閘管與接觸器并聯(lián)運行的開(kāi)關(guān)形式，其配備控制電路，使開(kāi)關(guān)投入時(shí)晶閘管先投入，開(kāi)關(guān)切除時(shí)晶閘管后切除，實(shí)現無(wú)電弧投切；正常運行時(shí)，由接觸器承載電流。

高壓無(wú)功補償裝置投切電容器開(kāi)關(guān)要求即有一定的分斷能力，又有較高的機械壽命，且開(kāi)關(guān)在投入電容器時(shí)觸頭彈跳小，不得有過(guò)長(cháng)的預擊穿。因此，永磁式電容器投切開(kāi)關(guān)成為高壓電容器投切開(kāi)關(guān)的理想選擇。CEMCS智能一體化戶(hù)內永磁式電容器投切開(kāi)關(guān)是集現代新型開(kāi)關(guān)制造技術(shù)，現代智能網(wǎng)絡(luò )通訊控制技術(shù)的新型戶(hù)內開(kāi)關(guān)，操作機構采用高可靠性能的雙線(xiàn)圈雙穩態(tài)永磁機構，取消了傳統的機械脫扣和鎖扣裝置，零件數較傳統機構減少了70％以上，可靠性大大提高。主回路采用先進(jìn)的固封絕緣技術(shù)，真空滅弧室固封在極柱內，防污穢及防凝露強，是一種小型化﹑無(wú)污染的綠色環(huán)保產(chǎn)品。由于采用永磁機構，機械壽命長(cháng)，可靠性高，特別適合頻繁操作的場(chǎng)所。

3．電容器投切的依據

通常的控制目標為：功率因數、無(wú)功功率、無(wú)功電流、電壓。根據具體情況，以使變壓器及配網(wǎng)容量釋放zui大為主要目的，使變壓器及電網(wǎng)的損耗達到zui低為主要目標，所以電壓不應該成為控制目標。以功率因數為檢測量，缺點(diǎn)是輕載時(shí)容易產(chǎn)生投切振蕩，重載時(shí)補償不充分；以無(wú)功電流為檢測量，無(wú)功功率為控制目標，無(wú)功上下限可根據系統的負荷特點(diǎn)設定，可使系統的功率因數提高到*狀態(tài)。

四．濾波支路的選擇

在系統諧波較為嚴重的情況下，需對諧波源進(jìn)行濾波，針對某一頻率的諧波設計單調諧濾波支路。濾波支路能夠濾除特定諧波分量，對于基波分量，它也有無(wú)功補償效果。

需根據諧波源產(chǎn)生的諧波量和電源點(diǎn)的短路容量的大小，計算出諧波電流及其引起的正弦波電壓畸變率在公共供電點(diǎn)處是否超過(guò)有關(guān)國家標準的允許值，以此來(lái)決定是否裝設諧波濾波裝置。

如果諧波源發(fā)出的諧波電流及電壓畸變率超過(guò)電源點(diǎn)的有關(guān)國家標準的允許值，則需裝設專(zhuān)門(mén)針對這種諧波源而設計的濾波裝置，濾波器的容量及配置需根據負荷產(chǎn)生的諧波情況來(lái)配置。

如果諧波源發(fā)出的諧波電流及電壓畸變率不超過(guò)電源點(diǎn)的有關(guān)國家標準的允許值，則需裝設普通型的濾波器，普通型的濾波器是針對不同次的諧波進(jìn)行配置。

普通型濾波器電抗率的選擇

1）選擇電抗率為(4.5～6)%的電抗器

對于六脈整流設備，變頻器、直流電弧爐、直流軋機及中頻爐等非線(xiàn)性負荷通常產(chǎn)生的特征諧波為五次、七次諧波，為了抑制電容器對諧波的放大作用，選擇串聯(lián)電抗率為(4.5～6)%電抗器。

2）選擇電抗率為(12～13)%的電抗器

對于電焊機、交流電弧爐、鐵合金爐、電石爐等負荷通常產(chǎn)生的特征諧波含有三次諧波，應選擇串聯(lián)電抗率為(12～13)%的電抗器。

設計人員在進(jìn)行無(wú)功補償裝置設計時(shí)要從多方面考濾，設計的無(wú)功補償裝置即要滿(mǎn)足補償容量的要求，在回路分配上又要達到系統的補償精度，以zui小的投入達到*的補償效果，并且設備可長(cháng)期安全可靠的運行。