无功就地补偿的应用场合与不足

1　无功就地补偿的效益 

(1)就地补偿可增加设备出力： 

电气设备的视在功率可用下式表示： 

 

由上式可知，若输送一定的有功功率，功率因数高，则设备安装容量可以小些，从而节省投资。另一方面，若设备输送容量一定，功率因数高，则输送的有功功率就增加，从而增加设备出力。 

(2)就地补偿可改善电压质量： 

设输电线路首端电压为U1，末端电压为U2，输送电流为I，则线路的电压损失为： 

ΔU=I×X×sinα＋I×R×cosα=(PR＋QX)/U1 

由上式可知，提高功率因数，线路输送的无功功率可减少，则线路电压损失减小，从而改善电网的电压质量。 

(3)就地补偿可减少线路功耗： 

输电线路的有功功率损耗为： 

ΔP=3I2R=3P2R／U2cos2α 

从上式可知，提高功率因数，可大幅度降低线损。若采取集中补偿，只能减小外部线路的线损，而内部线路的功耗得不到补偿。所以采取就地无功补偿，就能降低内部线路的功耗。从具体应用事例表明，就地补偿的节能效果优于集中补偿。 

(4)减少谐波对邻近设备的影响： 

适当设置就地补偿电容，可就近吸收或减小非线性负载所产生的谐波，从而减小流过电气设备与线路的谐波电流。这样，就可减小谐波对电力设备和邻近通讯线路的影响。 

(5)消除因过补偿引起的附加功耗： 

一般情况下，每个用电单位的无功负荷是变化的。若采用集中补偿，尽管是根据无功功率的规律对并联电容进行投切，但难免有时也会出现欠补偿或过补偿的情况。若是过补偿，则有超前无功功率向电网输送，因而引起附加功耗。若采用就地补偿即可避开过补偿，因它基本上保持和用电设备无功负荷变化规律同步，从而保持电网有较高的功率因数。 

2　无功就地补偿的应用场合 

(1)农田排灌站用电： 

农田排灌是季节性用电，一般泵站功率较大，有的水泵远离配电房，这种场合推广就地补偿较为理想。 

(2)工矿企业变电所虽有集中补偿，它只能补偿变电所及以外线路，但对内部线路或车间用电设备功率因数的提高效果不大。所以对远离变电所的用电设备，则是推广应用就地补偿的场合，对车间设备仍有采用就地补偿的必要。 

(3)工矿企业生活区的用电其功率因数较低，虽不能对每个负载进行补偿，但可对若干单元所构成的群体进行就地补偿，这不仅可改善电压质量，而且还有利于节能。 

(4)城镇居民小区用电： 

随着生活水平不断提高，家用电器的普及，居民小区用电的功率因数也较低。为此，可在小区变压器低压侧设置就地补偿，同样会取得改善电压质量和节能效果。 [FS:Page]

(5)低压供电线路较长，用电设备长期连续运行的场合，也需要推广应用就地补偿。 

(6)配电网局部因电压过低或增容时，应首先考虑采用就地补偿技术(配变不超载)。 

(7)新增异步电动机的场合，功率因数较低，应首先推广应用就地补偿。 

3　无功就地补偿的不足 

(1)不能全面取代高压集中补偿和低压分组补偿： 

众所周知，无功补偿按其安装位置和接线方法可分为：高压集中补偿、低压分组补偿和低压就地补偿。其中就地补偿区域最大，效果也好。但它总的电容器安装容量比其它两种方式要大，电容器利用率也低。高压集中补偿和低压分组补偿的电容器容量相对较小，利用率也高，且能补偿变压器自身的无功损 

耗。为此，这三种补偿方式各有应用范围，应结合实际确定使用场合，各司其职。 

(2)大容量电力电子装置，就地补偿不恰当： 

随着大型电力电子装置的广泛应用，尤其是采用大容量晶闸管电源供电后，致使电网波形畸变，谐波分量增大，功率因数降低。更由于此类负载经常是快速变化，谐波次数增高，危及供电质量，对通讯设备影响也很大，所以此类负载采用就地补偿是不安全，不恰当的。 

因为：①电力电子装置会产生高次谐波，在负载电感上有部分被抑制。但当负载并联电容器后，高次谐波可顺利通过电容器，这就等效地增加了供电网络中的谐波成分。②由于谐波电流的存在，会增加电容器的负担，容易造成电容器的过流、过热，甚至损坏。③电力电子装置供电的负载如电弧炉、轧钢机等具有冲击性无功负载，这要求无功补偿的响应速度要快，但并联电容器的补偿方法是难以奏效。 

(3)电动机起动频繁或经常正反转的场合，不宜采用就地补偿： 

异步电动机直接起动时，起动电流约为额定电流的4～7倍，即使采用降压起动措施，其起动电流也是额定电流的2～3倍。因此在电动机起动瞬间，与电动机并联的电容器势必流过浪涌冲击电流，这对频繁起动的场合，不仅增加线损，而且引起电容器过热，降低使用寿命。 

此外，对具有正反转起动的场合，应把补偿电容器接到接触器触头电源进线侧，这虽能使电容随电动机的运行而投入。但当接触器刚断开时，电容器会向电动机绕组放电，引起电动机自激产生高电压，这也有不妥之处。若将补偿电容器接于电源侧，当电动机停运时，电网仍向电容器供给电流，造成电容器负担加重，产生不必要的损耗。 

为此，对无功补偿功率较大的电容器，如需接在电源进线侧，则应对电容器另加控制开关，在电动机停运时予以切除。 [FS:Page]

(4)就地补偿的电容器不宜采用普通电力电容器： 

推广就地补偿技术时，不宜直接使用普通油浸纸质电力电容器，因为其自愈功能很差，使用中可能产生永久性击穿，甚至引起爆炸，危及人身安全。 

电动机并联电容器的就地补偿，当电动机停运时，电容器会向绕组放电，放电电流会引起电动机自激产生高电压。为保证电动机停运时，电容器能可靠放电，应设有放电电路，而普通电力电容器不具备放电电路。同时其体积大，重量重，安装使用不方便，所以不宜采用。 

为此，就地补偿应使用金属化聚丙烯干式电力电容器，或专用就地补偿装置。