李春彩（濟(jì)鋼集團(tuán)國際工程技術(shù)有限公司,濟(jì)南　250101）

電力供電系統(tǒng)中無功補(bǔ)償方案的討論

李春彩
（濟(jì)鋼集團(tuán)國際工程技術(shù)有限公司,濟(jì)南250101）

在電力供電系統(tǒng)中，無功功率補(bǔ)償發(fā)揮著非常重要的作用。若補(bǔ)償裝置選擇合理，則可以最大程度地實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的降損節(jié)能，改善電網(wǎng)質(zhì)量。反之，則可能造成供電系統(tǒng)諧波增大，電壓波動(dòng)等諸多影響。本文以舉例的方式對(duì)不同電網(wǎng)狀況下不同補(bǔ)償方案的選擇進(jìn)行分析討論。

電力系統(tǒng)；無功補(bǔ)償；方案選擇

隨著電力供電系統(tǒng)的發(fā)展需要，降損節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益將密切聯(lián)系起來，降損節(jié)能不僅直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，更能體現(xiàn)能耗狀況和社會(huì)效益的發(fā)展。由于功率因數(shù)較低、損耗較大、電能質(zhì)量較差等問題的存在，電力供電系統(tǒng)在降損節(jié)能方面有很大的挖掘潛力。而合適的無功補(bǔ)償方案可以改善這一狀況，最大限度地實(shí)現(xiàn)這些潛力的挖掘，因此無功補(bǔ)償在電力供電系統(tǒng)中的應(yīng)用不可或缺，選擇合適的補(bǔ)償方案也顯得尤為重要。

1　無功功率補(bǔ)償概述

無功功率補(bǔ)償是通過將感性功率負(fù)荷與具有容性功率負(fù)荷的裝置并聯(lián)在同一電路，使能量在容性負(fù)荷與感性負(fù)荷之間相互交換，把容性負(fù)荷輸出的無功功率作為感性負(fù)荷所需無功功率的補(bǔ)償。其意義在于通過無功功率的補(bǔ)償提高供電效率，改善供電環(huán)境，滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展需要。需要把握的點(diǎn)是要依據(jù)電網(wǎng)的狀況選擇合適的補(bǔ)償方式，要了解進(jìn)行無功補(bǔ)償線路的工況。對(duì)于變化較快、負(fù)荷較大的工況宜采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，節(jié)能效果相較明顯。對(duì)于負(fù)荷較平穩(wěn)的線路宜采用靜態(tài)補(bǔ)償方式。

2　無功補(bǔ)償方案選擇舉例分析

下面以一組例子來對(duì)比說明補(bǔ)償方案的應(yīng)用及選擇。

2.1舉例一

以某冶金工程中選擇的動(dòng)態(tài)電容無功補(bǔ)償裝置為例。其設(shè)備原理如圖1所示：

2.1.1工作原理

采樣環(huán)節(jié)是將系統(tǒng)的電壓、電流模擬量送入控制器中，然后控制器提取該電網(wǎng)的無功分量，由控制器經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，比較和運(yùn)算后，發(fā)出控制指令，該指令作為觸發(fā)信號(hào)作用于觸發(fā)電路，使晶閘管開關(guān)執(zhí)行投/切，從而投入或切除電力電容器組。

2.1.2技術(shù)特點(diǎn)

該裝置采用晶閘管作為投切開關(guān)，過零投切，速度快、無噪音、無涌流、無過電壓；當(dāng)系統(tǒng)電壓與電容器電壓相等時(shí)，不需要電容器放電即可再次投入電容器組，可實(shí)現(xiàn)電容器組的頻繁使用，非常適用于頻繁變化的負(fù)荷情況；其響應(yīng)速度快，能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤，響應(yīng)速度≤20ms；補(bǔ)償智能化，配置智能監(jiān)控終端，可實(shí)時(shí)在線顯示電網(wǎng)內(nèi)的所有參數(shù)，通過RS485/232通訊端口，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方遙測(cè)、遙信、遙控；其具備過壓、欠壓、過流、溫度、缺相等多種數(shù)字化保護(hù)功能；可做三相補(bǔ)償或分相補(bǔ)償。

2.1.3應(yīng)用場(chǎng)合

鑒于該裝置的技術(shù)特點(diǎn)，其適用場(chǎng)合為負(fù)荷功率因數(shù)偏低，功率因數(shù)變化范圍大，變化速度快，線路電壓降大，對(duì)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和電壓波動(dòng)有較高要求的場(chǎng)合。

2.2 舉例二

上述裝置有其適用場(chǎng)合及對(duì)應(yīng)狀況，而另一工程應(yīng)用中的靜態(tài)濾波補(bǔ)償裝置則適用于與上不同的電網(wǎng)狀況，也有其相應(yīng)優(yōu)缺點(diǎn)。該裝置的設(shè)備原理如圖2所示：

2.2.1工作原理

在成套裝置中加裝并聯(lián)電容器，進(jìn)行無功補(bǔ)償，提高系統(tǒng)功率因數(shù)。在基波頻率時(shí)，LC回路中選擇的電感與電容器相匹配，使裝置在某次諧波頻率時(shí)能與電容器產(chǎn)生串聯(lián)諧振，該次諧波頻率下該裝置形成低到趨近于零的阻抗，讓大部分的該諧波電流不流向供電系統(tǒng)，而流向本裝置。具有改善供電系統(tǒng)的諧波電壓畸變率的效果。

2.2.2技術(shù)特點(diǎn)

兼具電容濾波無功補(bǔ)償功能，且濾波效率高，可濾除2、3、5、7、11、13等各次特征諧波；可濾除大部分諧波電流，降低諧波電壓畸變率、抑制諧波危害，具備防止諧波放大的功能，避免系統(tǒng)諧振；有效降低系統(tǒng)損耗，有一定的節(jié)能效果；補(bǔ)償精度高，調(diào)整切換容量可使補(bǔ)償精度滿足系統(tǒng)無功變化要求；功率因數(shù)可達(dá)0.92-0.95以上。

2.2.3應(yīng)用場(chǎng)合

該裝置主要用于電網(wǎng)中非線性負(fù)荷的用戶，針對(duì)高次諧波進(jìn)行濾除。具有設(shè)備投資少、運(yùn)行可靠性高、保護(hù)齊全、維護(hù)費(fèi)用低及操作便捷等顯著特點(diǎn)，在諧波治理工程中廣泛應(yīng)用。

3　　結(jié)束語

以上僅以一組例子說明不同的電網(wǎng)狀況及要求下應(yīng)選擇不同的無功補(bǔ)償方案及裝置。而現(xiàn)實(shí)狀況中諧波含量及分布的不同、負(fù)荷類型的不同、無功需求的不同、負(fù)荷變化情況的不同、三相平衡性不同等因素都將影響無功補(bǔ)償方案的選擇。在確定補(bǔ)償容量時(shí)也需要注意：在輕負(fù)荷時(shí)要注意避免過補(bǔ)償，過補(bǔ)償?shù)顾蜔o功功率可造成損耗增加，亦是浪費(fèi)；通常，將功率因數(shù)提高到0.95就是比較合理的補(bǔ)償了，隨著功率因數(shù)變高，每千乏補(bǔ)償容量減少損耗的作用將變小。鑒于實(shí)際電網(wǎng)狀況多樣，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況制定合適的方案及選擇。

[1]高德偉.電力網(wǎng)無功功率自動(dòng)控制系統(tǒng)和電壓的作用[J].科技與企業(yè)，2013(24).

[2]彭俊輝.低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)分析及應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2013(17).