并聯電容器無功補償的配置方法(一)
寧夏電力局 馬 永 寧
前言
采用力電容器并聯補償電網的無功負荷，由于具有單位投資少、電能損耗小、維護簡單、
搬遷方便等優點，在電力系統中得到廣泛的應用。但是，目前采用的配置原則，大多用限定
功率因數法或由經驗決定。這種方法雖然簡單易行，但經濟效果卻不是最合理的。
本文將從并聯電容器無功補償裝置(以后簡稱補償裝置)的改善電壓和降低線損這兩個
主要作用出發，通過理論分析來決定補償容量的配置和補償地點的選擇，以求得最大經濟效
益。這樣做，雖然增加了計算工作量，但其經濟效益是相當可觀的。
本文著重解決三個問題：一是區域性補償容量如何確定；二是補償容量如何在配電母線
和配電線路上分配；三是在配電線路上如何選擇補償地點。
第一章 區域性補償容量的確定
1．1 概 述
決定一個供電區域的補償容量，是進行無功補償規劃和安排年度計劃的重要依據。這里
所說的“供電區域”是指一個35KV及以上的變電站供電的配電網。
本章將介紹兩種計算方法：一種是我國目前常用的經濟功率因數法；另一種是陳德裕同
志于1977年提出的經濟傳輸無功負荷法。前者計算簡單、結果明確，但是因為忽略因素較
多，經濟效益差，適合于作為規劃設計的粗略估算；后者雖然計算繁瑣，但配置合理，經濟
效益高，應作為安排年度無功補償計劃的依據。
上列兩種計算方法，都是從經濟效益出發來計算無功補償容量的，沒有考慮電壓水平的
要求。因為，解決電壓水平問題，除無功補償外，主要應從改善電網結構來解決，此外還可
以選擇變壓器分接電壓、帶負荷調壓變壓器、串聯補償等手段解決電壓水平習題。
5 1·2 用經濟功率因數法計算區域補償容量
本方法是根據供電區域至電源的電氣距離和發電成本不同，采用不同的功率因數要求。
電氣距離分為三類七級，第一類負荷為發電廠直配負荷，按距離又分為五級；第二類負荷為
經過一次升壓和一次降壓的負荷；第三類負荷為經過一次升壓和兩次降壓的負荷。如圖1·1
所示為各類負荷示意圖。各類負荷在不同發電成本時的經濟功率因數如表1·1(見32頁)所
列。
補償容量則按下式計算：式中：P——有功負荷；
cos ——現有負荷的實際功率因數；
1
cos ——按表1·1查得的經濟功率因數。
2
各類負荷的經濟功率因數1·3 經濟傳輸無功負荷計算原理
在電網中增裝無功補償后，能抵銷一部分無功負荷，使電源送來的無功負荷減少，線損
功率也隨之減少。每增加單位補償容量能減少的線損功率稱為無功補償的“經濟當量”。由
于線損功率減少而節約的價值，減去無功補償本身所增加的運行費用之后，其剩余價值如果
正好能在規定的年限內抵償無功補償的初投資，則這個相應的經濟當量稱為“臨界經濟當
量”。
電網中不同點的經濟當量是不同的，某一點的經濟當量則是隨著該點的無功負荷增長而
增加。因此，經濟當量為臨時經濟當量時的無功負荷，便稱為該點的經濟傳輸無功負荷，或
簡稱經濟負荷。把超過經濟負荷的那部分無功負荷補償掉，在經濟上是合算的；而如果實際
無功負荷低于經濟負荷，則沒有必要進行無功補償。因此，計算無功補償配置容量便成為計
算經濟負荷。
一、基本原理
圖 1·2 表示由一個電廠經一條線路向一個負荷供電的最簡電網，線損功率如下式
式中：P和Q為通過線路的有功和無功功率，R為線路電阻，U為線路電壓。
線損功率對無功負荷的微增率(即該負荷點的無功經濟當量)為：
|式中：C 2為無功補償單位容量投資值， 為年折舊率， 為投資的回收率， 為
單的電能損耗。
這里 Q 為用年平均無功負荷表示的經濟傳輸無功負荷。如果用一個直流網絡圖示式
(1．9)，則如圖 1·3 所示， 圖中： E＝ 為直流電源“電勢”， 則相當
于流過電阻R的“電流”。圖1·3 圖1·2的等值計算電路
但是，實際電網的接線是很復雜的，下面將分別敘述各種電網結構時的經濟負荷的計算
方法。從上面所述的計算原理可知，由于有功負荷不能“補償”，線路的電抗不會產生有功
損耗，因此在下述的計算中可予忽略。
二、具有兩個及以上分支的電網。
圖1·4所示有幾個分支的電網，為計算第i分支的無功負荷的經濟當量如下式；
式中：Q ＝Q—Q 為除i支路外其余支路的無功功負荷。
S i
將(1·10)式變換一下，令m＝m ，則Q 即為該支路的經濟傳輸無功負荷。
i o i
式(1·11)可用圖1·5來表示，因此圖1·5可作為帶分支電網計算經濟負荷的圖解法。三、具有兩個及以上的電源。
圖1·6表示兩個電源的電網。如果電源的無功出力是無限的則無功負荷在兩個分支的
分配，應遵循線損最小的原則，不難求得：無功負荷應與其電阻成反比分配。同理，三個以上電源時，亦可用類似的方法圖解。
四、縣有恒定的無功負荷分支線。
在實際電網中，某些分支的無功負荷，比計算的經濟負荷還要小；對用戶專用線只要
求其保證一定的功率因數。因此，這些分支稱為不補償分支。如圖1·8所示。
負荷Q 的經濟當量為：
2式（1·16）可用1·9的等值電路圖解，其中不補償負荷Q 可看作恒流負荷，Q 即為
1 2
所求之經濟負荷。
五、具有恒定的無功電源。
實際電網中，已經設置的無功補償裝置，可以用來抵銷無功負荷，也可作為恒定的無
功電源對待；有時，根據無功負荷經濟分配需要某個電廠供應的無功出力，超過發電廠的可
能出力時，則該電廠的無功出力可作為恒定的無功電源對待。
如圖1·10中，Q 為發電機最大無功出力，Q 為已裝無功補償容量。根據無功電力平
F B
衡關系，顯然有：
式（1·20）可用圖 1·11 的等值電路來圖解。圖中，Q 和 Q 是恒流電源(注意 Q 的
F B B方向與圖1·9中的恒流負荷是相反的)。
1·4經濟傳輸無功負荷的計算方法
實際電網的結構是很復雜的，變電站和輸電線路少則幾十座(條)，多則幾百座(條)。因
此，要精確計算經濟傳輸無功負荷是一件很繁雜的工作。但是，我們的計算目的是確定區域
補償容量，精度要求不高。因此，可作必要的簡化。例如，如果忽略發電機和升壓變壓器的
電阻，則可把電源的每一條直配線當作一個電網來單獨計算。也就是把電網切成若干塊，每
塊的結構便簡單多了。計算程序和方法如下，
一、畫出等值計算電路。
根據電網結構按選定的計算電壓等級畫出網絡結構圖，對于發電機、雙卷變壓器、電抗
器、線路可用一個電阻表示；對于三卷變壓器用三個接成丫的電阻表示。
按上節所述的方法．，將網絡圖化為等值計算電路。將所有電源側和所有負荷側各自聯
結起來接到“電勢源”上。
二、計算電路中各元件參數。
1電勢源： E= (1.21)
式中：m 為臨界經濟當量按式（1·8）計算；U為所選擇的計算電壓。
o
2．恒定無功出力，有下列三種。
（1）已有無功補償裝置：
式中：Q 為無功補償裝置容量,T 為年運行時間 。
B S(2)發電機或調相機當無功出力不能滿足需要而作恒流出力對待時。

您好！并聯電容器無功補償是一種電力系統管理技術，主要用于提高電力系統的功率因數，減少輸電線路中的無用損耗，并改善設備運行效率。以下是配置并聯電容器的一些基本方法： 1. **需求分析**：首先，需要確定您的電力系統中實際的無功需求，這通常取決于您的負載類型（如電動機、照明等）、設備容量和運行工況。 2. **選擇合適的電容器**：選擇電容器時要考慮其額定電壓、容量（無功功率）、耐壓等級以及頻率響應特性。電容器容量應根據實際需要計算得出，一般使用公式Q = K*V*Icosφ，其中Q為無功功率，K為補償系數。 3. **組態設計**：并聯電容器可以單臺使用，也可以組成串聯或并聯的補償裝置，如成組的電容器柜。設計時要考慮補償方式（全補償、半補償或過補償），以達到最佳的功率因數。 4. **安裝位置**：通常將電容器安裝在靠近負荷的地方，如變壓器低壓側，這樣可以減少線路中的無功流動，提高補償效果。 5. **監控與控制**：安裝智能電容器管理系統，以便實時監測電容器的工作狀態，避免過載或過補償導致的問題，并根據電網需求進行自動調整。 6. **定期維護**：確保電容器的清潔，檢查絕緣性能和連接線的可靠性，防止因故障導致的補償效果下降。 希望以上信息對您有所幫助，如果您有更具體的問題或者需要詳細的設計指導，請隨時告訴我。