梁茜

（廣東電網(wǎng)公司珠海供電局，廣東 珠海 519000）

前言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)電力供電質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。由于目前我國(guó)的配電網(wǎng)建設(shè)還有待提高，在電網(wǎng)中因無(wú)功功率流動(dòng)所形成線損量較大，因此，降低了電能的電壓質(zhì)量和電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益。目前，無(wú)功補(bǔ)償是電子供電系統(tǒng)提高電網(wǎng)功率、節(jié)能降耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量最經(jīng)濟(jì)、最有效的方式之一。為此，在配電網(wǎng)中無(wú)功補(bǔ)償是不可缺少的。

1.無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑砑耙饬x

在交流電路中，由電源供給負(fù)載率有兩種：一種是有功功率，一種是無(wú)功功率。有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量（機(jī)械能、光能、熱能）的電功率。無(wú)功補(bǔ)償?shù)牡览砭褪菍⑼浑娐分械碾姼须娏髋c電容電流方向互差180℃，可采用一定比例安裝特定的電容元件，實(shí)現(xiàn)通過(guò)電磁元件中的電路達(dá)到相互抵消電流，電流矢量與電壓矢量的夾角縮小，從而能顯著提高電能作功。采用無(wú)功補(bǔ)償方式具有重要的現(xiàn)實(shí)作用。

（1）依據(jù)用電設(shè)備的功率因數(shù)測(cè)算輸電線路的電能損失進(jìn)而進(jìn)行技術(shù)改造，能及時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)電目的。

（2）用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備提供相應(yīng)無(wú)功功率，提高系統(tǒng)功率因數(shù)，達(dá)到降低能耗、改善電壓質(zhì)量，從而使設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、減少損耗。

（3）依據(jù)不同的線路及負(fù)載情況，動(dòng)力配線的電力損耗約2%～3%左右，而使用電容增加功率因數(shù)后，能使總電流降低，進(jìn)而降低供電端與用電端的電力損失。

（4）改善供電品質(zhì)，提高功率因數(shù)，減少負(fù)載總電流及電壓降損。

（5）改善功率因數(shù)后線路總電流減少，降低機(jī)器設(shè)備和線路容量負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)降低溫度、延長(zhǎng)設(shè)備壽命（溫度每降低10℃，壽命可延長(zhǎng)1倍）。

（6）運(yùn)營(yíng)能滿足電力系統(tǒng)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)谋O(jiān)測(cè)要求，消除因功率因數(shù)過(guò)低而產(chǎn)生的罰款。

（7）無(wú)功補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量改善、降低損耗、挖掘發(fā)供電設(shè)備潛力，能減少用戶電費(fèi)支出。

2.無(wú)功補(bǔ)償?shù)目傮w原則

電力網(wǎng)無(wú)功功率消耗的狀況得出，各級(jí)低壓配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)和輸配電設(shè)備都要消耗一定數(shù)量的無(wú)功功率，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置按照“分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”的原則能最大限度地減少傳輸損耗，提高輸配電設(shè)備的效率。

（1）網(wǎng)路總體平衡與節(jié)點(diǎn)局部平衡相結(jié)合，以局部為主。

（2）電力部門(mén)總體補(bǔ)償與用戶個(gè)體補(bǔ)償相結(jié)合，要盡可能地實(shí)現(xiàn)就地補(bǔ)償、就地平衡。

（3）高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主，并做到分散補(bǔ)償、相互補(bǔ)充。

（4）系統(tǒng)的降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主，兼顧調(diào)壓。

（5）分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合，以分散為主。集中補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)變壓器本身的無(wú)功損耗，并相應(yīng)減少變電所以上輸電線路的無(wú)功電力。分散補(bǔ)償能降低配電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功損耗，實(shí)現(xiàn)變電所以下的配電線路向負(fù)荷端輸送的低線損。在中、低壓配電網(wǎng)應(yīng)以分散補(bǔ)償為主。

3.無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞?/h2>

無(wú)功補(bǔ)償通常采用的方法主要有以下幾種。

3.1.低壓就地?zé)o功補(bǔ)償

根據(jù)用電設(shè)備無(wú)功的產(chǎn)生量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組并連用電設(shè)備，通過(guò)控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切。從源頭上轉(zhuǎn)化了無(wú)功能量，減少大量的線路損耗能量，提高配變利用率，降低了視在功率；無(wú)功補(bǔ)償與用電設(shè)備同進(jìn)同退；單個(gè)設(shè)備、占位小、安裝容易，真實(shí)有效地減少大量的視在功率，節(jié)電（節(jié)能）效果顯著，但是一次性投資金額較大，對(duì)自動(dòng)補(bǔ)償控制器的響應(yīng)要求高，不易測(cè)量單機(jī)節(jié)電效果。

3.2.低壓集中、分組無(wú)功補(bǔ)償

將低壓電容器通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè)，以無(wú)功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，根據(jù)低壓母線上的無(wú)功負(fù)荷直接控制電容器的投切。低壓集中、分組補(bǔ)償，僅能補(bǔ)償無(wú)功能量對(duì)變壓器的“渦流效應(yīng)”引起的配變利用率過(guò)低，在一定程度上提高配變利用率；同時(shí)對(duì)無(wú)功能量起到阻隔作用，防止無(wú)功能量闖入上一級(jí)電網(wǎng)造成電壓的波動(dòng)，降低網(wǎng)損。低壓集中無(wú)功補(bǔ)償，企業(yè)投資大而收益少，主要起到的是對(duì)低壓側(cè)無(wú)功的阻隔作用，對(duì)上游電網(wǎng)的貢獻(xiàn)大，社會(huì)效益大，而企業(yè)節(jié)約電費(fèi)的收益非常有限。

3.3.并聯(lián)電容器組

并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的6～10kV中壓母線上的中壓集中無(wú)功補(bǔ)償方式：當(dāng)用戶遠(yuǎn)離變電所或在供電線路的末端，用戶本身又處于一定的高壓負(fù)荷時(shí)，能減少對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)功消耗，起到一定的補(bǔ)償作用；補(bǔ)償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切，從而合理地提高了用戶的功率因數(shù)，對(duì)無(wú)功能量起到阻隔作用，防止無(wú)功能量闖入上一級(jí)電網(wǎng)造成電壓的波動(dòng)，降低網(wǎng)損，保護(hù)上游電網(wǎng)。同時(shí)便于運(yùn)行維護(hù)，社會(huì)效益巨大。

4.當(dāng)前配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)注意的問(wèn)題

隨著人們對(duì)配網(wǎng)建設(shè)的重視和無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在配電系統(tǒng)中也開(kāi)始普及。從靜態(tài)補(bǔ)償?shù)絼?dòng)態(tài)補(bǔ)償，從有觸點(diǎn)補(bǔ)償?shù)綗o(wú)觸點(diǎn)補(bǔ)償，都取得了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。但是，在實(shí)踐過(guò)程中也暴露出一些問(wèn)題，必須引起重視。

4.1.補(bǔ)償方式問(wèn)題

目前很多部門(mén)無(wú)功補(bǔ)償?shù)某霭l(fā)點(diǎn)還放在用戶側(cè)，即只注意補(bǔ)償用戶的功率因數(shù)，而不是立足于降低電力網(wǎng)的損耗。如為提高某電力負(fù)荷的功率因數(shù)，增設(shè)1臺(tái)補(bǔ)償箱，這固然會(huì)對(duì)降損有所幫助。但是如果要實(shí)現(xiàn)有效的降損，必須通過(guò)計(jì)算無(wú)功潮流，確定各點(diǎn)的最優(yōu)補(bǔ)償量、補(bǔ)償方式，才能使有限的資金發(fā)揮最大的效益。這是從電力系統(tǒng)角度考慮問(wèn)題的方法。

4.2.諧波問(wèn)題

電容器具備一定的抗諧波能力，但諧波含量過(guò)大時(shí)會(huì)對(duì)電容器的壽命產(chǎn)生影響，甚至造成電容器的過(guò)早損壞；并且由于電容器對(duì)諧波有放大作用，因而使系統(tǒng)的諧波干擾更嚴(yán)重。另外，動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償柜的控制環(huán)節(jié)，易受諧波干擾影響，造成控制失靈。

因而在有較大諧波干擾、又需補(bǔ)償無(wú)功的地點(diǎn)，應(yīng)考慮添加濾波裝置。這一問(wèn)題普遍被忽視，致使一些補(bǔ)償設(shè)備莫名其妙地?fù)p壞。因而做無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮諧波治理。

4.3.無(wú)功倒送問(wèn)題

無(wú)功倒送是電力系統(tǒng)所不允許的，因?yàn)樗鼤?huì)增加線路和變壓器損耗，加重線路負(fù)擔(dān)。無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的生產(chǎn)廠家，雖然都強(qiáng)調(diào)自己的設(shè)備不會(huì)造成無(wú)功倒送，但實(shí)際情況并非如此。對(duì)于接觸器控制的補(bǔ)償柜，補(bǔ)償量是三相同調(diào)的；對(duì)于晶閘管控制的補(bǔ)償柜，雖然三相的補(bǔ)償量可以分調(diào)，但是很多廠家為了節(jié)約資金，只選擇一相做采樣和無(wú)功分析。于是在三相負(fù)荷不對(duì)稱的情況下，就可能造成無(wú)功倒送。至于采用固定電容器無(wú)功補(bǔ)償用戶，在負(fù)荷低谷時(shí)，也可能造成無(wú)功倒送。選擇補(bǔ)償方式時(shí)，應(yīng)充分考慮這一點(diǎn)。

4.4.電壓調(diào)節(jié)方式的補(bǔ)償設(shè)備帶來(lái)的問(wèn)題

有些無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備是依據(jù)電壓來(lái)確定無(wú)功投切量的，這有助于保證用戶的電能質(zhì)量，但對(duì)電力系統(tǒng)而言并不可取。雖然線路電壓的波動(dòng)主要由無(wú)功量變化引起，但線路的電壓水平是由系統(tǒng)情況決定的。當(dāng)線路電壓基準(zhǔn)偏高或偏低時(shí)，無(wú)功的投切量可能與實(shí)際需求相去甚遠(yuǎn)，出現(xiàn)無(wú)功過(guò)補(bǔ)或欠補(bǔ)。綜上所述，10kV配電網(wǎng)低壓側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償工作應(yīng)更多地考慮系統(tǒng)的特點(diǎn)，不應(yīng)因電壓等級(jí)低、補(bǔ)償容量小而忽視補(bǔ)償設(shè)備對(duì)系統(tǒng)側(cè)的影響（包括網(wǎng)損）。如果需降損的線路能基于一個(gè)完善的補(bǔ)償方案進(jìn)行改造，則電力系統(tǒng)側(cè)的收益將比分散的純用戶行為的補(bǔ)償方式要大得多。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)、實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率平衡，是一項(xiàng)建設(shè)性的降損技術(shù)措施。確定無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的合理配置和分布，需尋找技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案以提高配電變壓器出力，降低線損，提高電質(zhì)量。本文分析了3種配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償方式及配置原則，應(yīng)更多考慮系統(tǒng)的特點(diǎn)并有機(jī)結(jié)合起來(lái)靈活進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，確保補(bǔ)償技術(shù)經(jīng)濟(jì)、合理、安全可靠，充分發(fā)揮補(bǔ)償電容器的補(bǔ)償效益，達(dá)到節(jié)約電能的目的。

[1]劉智德.農(nóng)村低壓配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償方式淺析[J].中國(guó)電力教育，2010（01）

[2]王志.淺談10kV 配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償[J].中國(guó)電力教育，2010（01）