
i2—补偿后电流
如图所示,在未进行补偿前,线路电流i1滞后于电压Φ1电角度,采用静电电容器进行无功功率补偿后,线路电流i2滞后于电压Φ2电角度,因为Φ1大于Φ2,所以cosΦ1小于cosΦ2,即补偿后的功率因数值大于补偿前的功率因数值。因此,利用静电电容器进行无功功率补偿,可以提高电网功率因数。
4 优缺点及应用前景分析
4.1 降低供电线路的功率损耗
4.1.1 供电线路的功率损耗
由于用电设备自身无功功率的存在,使得电力系统向用电设备提供有功功率的同时还提供相应的无功功率,这样电网在输送有功电流的同时还输送一定的无功电流,总的视在电流增加了。
有功功率:P=
U·I·cosΦ·10-3 (1)
式中 P—有功功率,kW
U—线电压有效值,V
I—相电流有效值,A
cosΦ—功率因数
无功功率:Q=
U·I·sinΦ·10-3 (2)
式中 Q—无功功率,KVAR
视在功率:S=
U·I·10-3 (3)
式中 S—视在功率,KVA
三相供电线路中的功率损耗主要是流过供电线路视在电流在线路电阻上的热损耗。即:
P1=3•I2•R•10-3 (4)
式中 P1—三相供电线路损耗,kW
R—供电线路每相的直流电阻,Ω
将式(1)代入式(4)中整理得出:
(5)
由式(5)可以看出P1与cos2Φ由成反比。目前煤矿井下低压电网自然功率因数较低,约为0.65。采用无功就地补偿装置可以使cosΦ提高到0.95,在负载不变的情况下可以大大降低供电线路的功率损耗。
4.1.2 节约电力
以铁煤集团晓南矿西三三部皮带输送机(以下简称皮带)为例,无功补偿装置安装在配电点受入开关后面,进行比较。

图2 西三三部皮带供电系统图
根据式(5)的计算补偿前供电线路的功率损耗为6.7kW,补偿后供电线路的功率损耗为3.6kW。补偿后供电线路的功率损耗减少3.1lkW。供电系统图如图2所示。
皮带每天工作18h,年工作日按350天计算,则每年可节约电力为19530度;按平价电费0.468元/度计算,年节约电费9140元。