谈医院配电网的功率因数与无功补偿(1)
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摘?要
功率因数的高低，直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动，而且还涉及节约电能和用户效益。文中简要介绍了功率因数和无功补偿的概念，无功补偿的原理和原则，同时阐述了提高功率因数的几种方法以及无功补偿技术在医院配电系统的应用和效果。
关键词
医院?配电网?功率因数?无功补偿
Abstract
Power factor level, directly related to the electricity grid in the power loss and power loss，related to the power supply line voltage loss and voltage fluctuation，but also to the conservation of energy and the user benefits.This paper briefly introduces the power factor and reactive power compensation of the concept，the principle of reactive power compensation and principle, and expounds several methods of improving power factor and reactive power compensation technology in power distribution system the application and the effect of hospital.
Keywords
Hospital?Distribution network?Power factor
Reactive power compensation
doi:10.3969/j.issn.1671-9174.2012.07.010
功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标，用电设备在消耗有功功率的同时，还需大量的无功功率由电源送往负荷，功率因数反映的是用电设备在消耗一定的有功功率的同时所需的无功功率[1]。
在电网的运行中，功率因数越大，电路中的视在功率将大部分用来供给有功功率，以减少无功功率的消耗。用户功率因数的高低，对于电力系统发、供、用电设备的充分利用，有着显著的影响。适当提高用户的功率因数，不但可以充分地发挥发、供、用电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量，而且可以提高用户用电设备的工作效率，为用户本身节约电能。因此，对于配电网来说，若能有效地做好无功补偿，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，提高功率因数，而且能够有效地降低电能损失，减少电费支出。
一、功率因数和无功补偿概念
(一) 功率因数
电网中的电气设备和电动机、变压器等属于既有电感又有电阻的电感性负载,电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差,相位角的余弦cosφ即功率因数,它是有功功率与视在功率之比即cosφ=P/S。功率因数是反映电力用户用电设备合理使用状况、电能利用程度及用电管理水平的一个重要技术指标。
(二)无功补偿
把具有容性功率的装置与感性负荷联接在同一电路，当容性装置释放能量时，感性负荷吸收能量，而感性负荷释放能量时，容性装置吸收能量，能量在相互转换，感性负荷所吸收的无功功率可在容性装置输出的无功功率中得到补偿。
二、 无功补偿原理[2]
图1?无功功率补偿原理图
Sl为功率因数改善前的视在功率，cosφ1为无功补偿前的功率因数；S2为功率因数改善后的视在功率，cosφ2为无功补偿后的功率因数；Ql为无功补偿前的无功功率，Q2为无功补偿后的无功功率。
由图l可见，装设补偿装置后，功率因数由cosφ1提高到cosφ2。当用户需用的有功功率P不变时，无功功率将由Ql减小到Q2，视在功率将由Sl减小到S2，相应地，负荷电流I减小，系统的电能、电压损耗均降低，电压质量及设备的利用率提高，设计容量减少。因此，安装无功补偿装置，对于用户及供电系统均有益。
三、无功补偿原则
尽量提高用户的自然功率因数。在设计配电和用电设备时，要正确选用变压器容量和电动机容量，降低线路阻抗。如果仍不能满足电网合理运行所需的无功容量时，要考虑无功补偿问题。无功补偿分为集中补偿和分散补偿，应该遵循“全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡；集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主、调压与降损相结合，以降损为主”的原则[3]。
四、 提高功率因数方法
(一) 采取适当措施，设法提高系统自然功率因数
提高自然功率因数是在不添置任何补偿设备，采用降低各用电设备所需的无功功率，减少负载取用无功来提高用户功率因数的方法，它不需要增加投资，是最经济的提高功率因数的方法 ......
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