田傳明

摘 要：配電系統(tǒng)中，無功功率平衡是保證電能質(zhì)量的必要條件，無功功率平衡狀況決定了電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓水平。在配電系統(tǒng)中，可以對主變、配電線路、配變、低壓線路及用電設(shè)備等主要配電設(shè)備以及其各環(huán)節(jié)的設(shè)備采取電容補(bǔ)償，以此來滿足電力系統(tǒng)的無功不足，進(jìn)而達(dá)到提高電壓穩(wěn)定性、維持電壓水平、降低電網(wǎng)損耗等目的。本文就無功補(bǔ)償?shù)脑?、補(bǔ)償裝置、補(bǔ)償方法以及無功補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)實意義等方面進(jìn)行了簡要介紹。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng) 電能質(zhì)量 無功補(bǔ)償

中圖分類號：TM642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（c）-0235-01

1 無功補(bǔ)償?shù)脑?/p>

交流電通過純?nèi)菪曰蛘呒兏行载?fù)載，并不做功，該部分電功率仍會回輸?shù)诫娫?，該部分功率即為無功功率，實際電器負(fù)載一般不可能為純?nèi)菪载?fù)載或者純感性負(fù)載，大部分是混合性負(fù)載，這樣當(dāng)交流電流通過它們的時候，就有部分電能不做功，此時的功率因數(shù)就小于1，在這種情況下為了提高電能的利用率，就需要對電器負(fù)載進(jìn)行無功補(bǔ)償。通常來講，我們把具有容性功率負(fù)荷的裝置和具有感性功率負(fù)荷（如電動機(jī)、變壓器等）的設(shè)備一同并聯(lián)接在一個電路中，使他們兩者的電流達(dá)到相互抵消，電路能量在兩種設(shè)備負(fù)荷之間達(dá)到相互交換，這時感性負(fù)荷自身所需要的無功功率就可從容性負(fù)荷設(shè)備輸出的無功功率當(dāng)中得到全部補(bǔ)償，使得電路中電流的矢量與電壓矢量的夾角很小，從而提高電路效率，進(jìn)而達(dá)到提高電能率的目的，這就是電路無功功率補(bǔ)償?shù)脑怼?/p>

2 無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t與方法

2.1 電力電容器應(yīng)用于無功補(bǔ)償裝置的缺點

電力電容器只能進(jìn)行有級調(diào)節(jié)，不能進(jìn)行平滑調(diào)節(jié)；電壓特性不好，由于無功出力與電路電壓的平方成的正比，當(dāng)電力系統(tǒng)中的電壓降低時，補(bǔ)償效果就會降低，而當(dāng)電路電壓升高時，就會對用電的設(shè)備達(dá)到過補(bǔ)償，使其端電壓提高過分，超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，就很容易損壞設(shè)備的絕緣件，發(fā)生設(shè)備故事，對短路穩(wěn)定性差，切除后有殘余電荷，無功補(bǔ)償精度低，容易影響補(bǔ)償效果；設(shè)備安裝空間狹小，通風(fēng)不良，電容器運(yùn)行溫度若高于70度時，易發(fā)生膨脹爆炸；電路中電容器的使用壽命就會較短等等。

2.2 應(yīng)用電力電容器當(dāng)做補(bǔ)償裝置的基本方法

將電力電容器應(yīng)用于補(bǔ)償裝置，主要采用的方式有串聯(lián)補(bǔ)償、并聯(lián)補(bǔ)償這么兩種方法：（1）串聯(lián)補(bǔ)償方式：串聯(lián)補(bǔ)償就是指將電容器件直接串聯(lián)在高電壓輸電線路中直接對電路進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到改善輸電線路的參數(shù)，降低電路電壓的損失，達(dá)到降低輸電線路損耗、提高其輸送電力的能力。高壓遠(yuǎn)距離輸電線路上常采用這種串聯(lián)補(bǔ)償?shù)姆椒?，現(xiàn)在用電單位都很少采用。（2）并聯(lián)補(bǔ)償方式：并聯(lián)補(bǔ)償方式就是把電容器件直接和被補(bǔ)償扥電器設(shè)備并連到同一個電路上，以達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。采用這種補(bǔ)償方法所用的電力電容器常被稱為并聯(lián)電容器，這種補(bǔ)償方法目前大部分企業(yè)都是采用這種設(shè)計。將電容器安裝在電路中進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，通常可采取分散補(bǔ)償、集中補(bǔ)償和個別補(bǔ)償?shù)刃问剑杭醒a(bǔ)償方式就是把電容器件組集中安裝在用電設(shè)備變的一次或二次側(cè)的母線上，這種補(bǔ)償方法，安裝簡便，運(yùn)行可靠，利用率較高，適用于負(fù)荷較為集中，離配電母線較近，補(bǔ)償容量較大的場所，變電站常采用集中補(bǔ)償方式。在變電站中進(jìn)行無功補(bǔ)償，若母線采用單母線接線方式，并聯(lián)補(bǔ)償電容器一般分成容量均等的若干組分別接于變壓器的低壓側(cè)，并根據(jù)變壓器的實際負(fù)荷情況進(jìn)行分組投切，若母線采取單母線分段接線方式，則將并聯(lián)補(bǔ)償電容器按組平均分到各段母線上，以取得最佳補(bǔ)償效果。進(jìn)行對用電變電站集中補(bǔ)償，主要的目的就是使輸電網(wǎng)的無功功率達(dá)到平衡，輸電網(wǎng)的功率因數(shù)達(dá)到改善，使系統(tǒng)終端的變電所的母線電壓得到提高，使變電站主變壓器以及高壓輸電線路的無功損耗得到補(bǔ)償。分散式補(bǔ)償就是在車間配電室或變電所各分路的出線上安裝電容器件組，這種方式可以與負(fù)荷部分的變化同時投入或切除。這種補(bǔ)償方法效果也較好。比如對變電所的配出線路進(jìn)行分散補(bǔ)償，線路補(bǔ)償主要是提供線路和公用變壓器需用的無功，關(guān)鍵在于選擇補(bǔ)償?shù)攸c和補(bǔ)償容量，主要有以下兩種情況：若該配出線路負(fù)荷均勻分布，那么根據(jù)該線路的線路總長、線路總電阻、平均無功負(fù)荷、平均電壓，以及在線路上裝設(shè)的電容器總?cè)萘亢蛦谓M容量，本著將線路無功線損降低到最小的原則制定出該線路上的最有補(bǔ)償方案，確定裝設(shè)電容器組的最佳位置和最優(yōu)補(bǔ)償容量；若該配出線路負(fù)荷分布不均時，根據(jù)該線路的實際負(fù)載情況，依據(jù)線路長度、電阻值等進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)償簡化計算，根據(jù)現(xiàn)實負(fù)載情況，制定最優(yōu)補(bǔ)償方案將無功線損補(bǔ)償?shù)阶钚?。通常為運(yùn)行維護(hù)方便，補(bǔ)償電容器組的數(shù)目一般不宜超過3組。個別補(bǔ)償方式就是指補(bǔ)償是針對單臺的用電設(shè)備采用就近補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行補(bǔ)償，其方法就是直接把電容器件和單臺用電設(shè)施共同的接在一個電氣回路中，使用一臺開關(guān)同時控制，使得電容器和電器負(fù)載實現(xiàn)同時投運(yùn)或切除。

3 無功補(bǔ)償?shù)膬r值

對用電企業(yè)而言，在有功功率一定的情況下，功率因數(shù)越高，在滿足用電需要的前提下，供電線路和變壓器的容量可以相應(yīng)的變小。根據(jù)國家供用電規(guī)則規(guī)定：電網(wǎng)高峰負(fù)荷時，用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：高壓供電的工業(yè)用戶和高壓用電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)為 0.9以上；100KVA及以上電力用戶和大中型電力排灌站，功率因數(shù)為0.85以上；低壓供電的農(nóng)業(yè)用電，功率因數(shù)為0.80以上。在一定的電壓下向負(fù)載輸送一定的有功功率時，負(fù)載的功率因數(shù)越低，通過輸電線的電流越大，導(dǎo)線電阻的能量損耗越大。因此，提高負(fù)荷的功率因數(shù)，可使輸電線的電流變小，系統(tǒng)的線路電壓損失也就越小，有利于系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定，減少了線路的壓降損耗，進(jìn)而減少發(fā)電機(jī)送出的無功功率和通過線路、變壓器傳輸?shù)臒o功功率，增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例，進(jìn)一步改善電壓質(zhì)量、提高線路和變壓器的輸送能力。

4 結(jié)語

在電力電路中，通過安裝電力電容器等作為補(bǔ)償裝置來提高配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，對電網(wǎng)的降損、節(jié)能、安全可靠運(yùn)行和提高電能質(zhì)量有著極為重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] GB/T 14549-93，電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波[S].

[2] 吳竟昌.供電系統(tǒng)諧波[M].中國電力工業(yè)出版社，1998.

[3] 劉乾業(yè)，許偉.低壓電網(wǎng)諧波治理合無功補(bǔ)償裝置的合理選擇[J].電力設(shè)備，2004（6）.endprint