（黑龍江省明水縣電業(yè)局，黑龍江 綏化 151700）

淺談無功補償在電力系統中的應用

韓佳良

（黑龍江省明水縣電業(yè)局，黑龍江 綏化 151700）

無功電流是影響電力系統運行穩(wěn)定的主要因素之一，由于系統中存在無功電流，因而系統導線容量以及設備容量都相應增大，系統損耗也隨之增加，這些都會對系統的可靠性以及穩(wěn)定性造成不利影響。無功補償是處理該類問題的有效方式。文章依照當前電力系統運行的特點，分別針對當前常用的幾種無功補償方式進行了介紹、分析。

電力系統；無功補償；作用；應用

1 必要性分析

大多數工廠用電設備電感特性都較強，其無功功率大多來自電力系統，若需要保持其有功功率恒定，將會引起以下幾種現象。

1.1 總電流的增加會引發(fā)相關系統元件容量的增加。例如系統中電氣設備以及導線容量和變壓器等。增大了工廠測量儀表以及啟動控制設備規(guī)格的增大，提高了成本費用。

1.2 在保證有功功率始終一致的基礎上，設備以及線路銅損會隨著總電流的增大而增大。

1.3 總電流增加會導致變壓器以及線路中電壓損失隨之增大，因而無法有效調壓。

1.4 針對發(fā)電設備而言，發(fā)電機轉子磁效應會隨著無功電流的增加而增加，但是降低的電壓會導致激磁電流的增加，因而轉子繞組會過度發(fā)熱，致使溫度超出規(guī)定范圍。

通過上述分析可以看出，電力系統中頻率以及電壓受到無功功率的影響都無法保持恒定，因而其功率因數小于1。發(fā)電機無功功率可以被有效利用，但除此之外，還需要額外安裝無功補償裝置，以保證系統的穩(wěn)定。

2 就地補償原則

為了保證無功補償裝置能夠達到預期經濟效果，將電網運行過程中所產生的傳輸損耗降至最低，并加強配電設備的使用質量，則應當依照分配補償原則對無功補償設備進行規(guī)劃設置，保證無功補償裝置的設置更加合理。電網中無功補償裝置的設置應當布局合理，并采用宏觀式的規(guī)劃，進行分級補償，盡可能采用就地補償的原則。具體可以從以下幾方面分析：

2.1 總體與局部相互結合的平衡方式

首先應當對整個縣級電網進行無功補償，滿足該條件后，進行城鄉(xiāng)的電力平衡工作。其次，保證分線無功電力平衡以及分站的無功電力平衡，保證電網運行的整體平衡以及穩(wěn)定。將全網無功電源都調動起來，降低無功電源進行長途輸電的比率。

2.2 降損為主調壓為輔助

配電網是整個電網中最大的功率電能損耗單位，尤其是我國農村配電網，損失電能達到了80%，因此在我國應當將降損作為農村無功補償的重點。通過改善配電網中功率因數降低電能功率損失。通過上述分析可以看出，補償裝置是現代電網必備的設施，而電容器補償以及電抗器是最常用的兩種方式。根據實際需要還可以使用調相機，針對大型工廠也應當采用靜止補償裝置進行無功補償。

3 補償措施

新建企業(yè)在用電方面，每日平均功率因數必須超過0.9，這是供電部門的基本要求。通過提高用電設備自身的運轉功率因數有時往往無法提高企業(yè)自然平均功率，企業(yè)想要滿足供電部門的要求就需要通過使用無功補償設備，對企業(yè)功率因數進行全面改善。

3.1 移相電容器補償

并聯電容器就是我們常說的移相電容器，其使用目的即對電網中無功功率進行補償，從而有效提高功率因數。

3.2 并聯電容器補償

通過移相電容器對電網進行無功補償，更加簡便靈活，設備自身損耗低且更容易安裝，投資小補償效果相對較高。

此外依照補償方式可以將無功補償分為三種，分別為個別﹑集中以及分組補償。

3.3 個別補償

依照用電設備自身無功功率的實際所需進行電容器設備的安裝，一般一臺用電設備需要站樁一臺開關，其運行以及斷開需要同用電設備同步。

優(yōu)點：在未端負荷處補償，最大限度地減少系統中流過的無功功率，使整個供電線路的功率及能量損耗，送電線路的導線截面，有色金屬消耗量，開關設備和變壓器容量都相應減少或降低，從技術觀點看，這是最好的補償方式。

缺點：（1）電容器利用率低，因為用電設備切除的同時電容器也切除，否則，產生無功功率的輸送；（2）易受到機械振動及其它環(huán)境的影響，另外，在容量配合方面要注意，容量過大，當電源斷開時，因電容器放電而使是動機產生自勵磁，引起進電壓造成電動機損壞。

3.4 分組補償是將電容器組分別安裝在各個車間的配電盤處，可使配電變壓器以及從變電所至車間的線路都獲得補償的效果。

電容器分散裝設在各車間內，可以就近補償主要用電設備所消耗的無功功率。由于這部分無功功率不再通過車間以上線路輸送，從而使車間以上的變壓器和配電線路的無功功率損耗相應地減少。

3.5 集中補償：是將電容器組裝設在用戶專用變壓器電站或配電室的低壓母線上。

集中補償有利于控制用戶本身的無功潮流，避免受電力網電壓變化或負荷變化而產生過大的電壓波動。當電壓波動超過允許范圍時，不借助自動投切裝置調整母線電壓水平，以改善電壓質量。電容器組的基本容量是根據用戶正常負荷需要確定的，運行時間長，利用率高，補償效益就高，而且集中補償方式在運行中維護上較為方便。

4 接線方式

從接線角度進行分析，移相電容器通常有兩種接線方式，第一種為星形接線方式，第二種則是三角形接線方式，其選擇依據一般為電網中電容器能否發(fā)揮其額定電容量以及其規(guī)格是否同電網電壓相適應，若上述條件均符合則應當采用三角形的接線方式，將電容器并聯于電網中，若電容器額定電壓低于電網電壓，那么則應當采用星形接線方式。

我國電網中，接入電容器所采用的接線方式，大多為三角形式，若出現電容器銘牌所示電壓低于電網低壓的情況，則可以通過配電補充的方式進行改善，繼而采用三角形接線的方式將電容器接入電網。

5 投切方式

在電網中，用戶使用的電容器比重相對較較大，電業(yè)部門使用電容器僅占有一小部分。若用戶在應用電容器過程中不依照負荷峰值進行合理投切，那么容易導致電網中無功功率過生或者無功功率欠缺的現象，導致電壓不穩(wěn)。

在投切方式上，補償電容器包括自動投切以及手動投切兩種。手動投切的操作過程相對簡單，并且投資成本低，缺點在于無法瞬間完成。而自動投切可以在需要時及時的予以投切，并且自動投切設備以及技術在不斷的發(fā)展中，在將來必然將會取代手動投切方式。

[1]李為石.降低需求側電能損耗提高電網經濟運行[A].貴州省電機工程學會2007年優(yōu)秀論文集[C]，2008.

[2]王軍維.淺談無功補償在電力系統中的應用[J].科技資訊，2008（18）.

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