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電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償及計(jì)量的相關(guān)探討

鄧子健
（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司陽江供電局，廣東陽江，529500）

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提高，用電量大幅度的增加。在電力系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償可以實(shí)現(xiàn)供電方式和供電效率的提高和完善，另外，無功補(bǔ)償很大程度上影響電力系統(tǒng)中電能計(jì)量。本文主要闡述了在進(jìn)行電能計(jì)量過程中容易出現(xiàn)誤差的原因，并提出了無功補(bǔ)償對電能計(jì)量準(zhǔn)確性的重要性，從而保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；無功補(bǔ)償；電能計(jì)量；影響

0 引言

在電力系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償能夠增強(qiáng)電力系統(tǒng)的供電能力，保證供電質(zhì)量、電壓穩(wěn)定和功率穩(wěn)定，對提高電網(wǎng)供電效率起著重要的影響。由于無功補(bǔ)償對電能計(jì)量的準(zhǔn)確性具有重要影響，因此，使用無功電能的計(jì)量方式對電能計(jì)量進(jìn)行精確的計(jì)量。

1 無功補(bǔ)償?shù)母攀?/h2>

無功功率的幅值作為能量交換的大小，代表電力系統(tǒng)中儲能元件與電源間的最大交換功率。無功功率是實(shí)現(xiàn)電感設(shè)備正常運(yùn)行的重要條件，在電力設(shè)備正常運(yùn)行中，有功功率轉(zhuǎn)化機(jī)械能或熱能，無功功率則儲存起來，無功功率是實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)闹匾獥l件。

1.1無功補(bǔ)償?shù)囊饬x

（1）能夠改善電能質(zhì)量

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，電路中電能的損耗與有功功率、無功功率、線路的電阻成正比。因此，電路運(yùn)用無功補(bǔ)償后，無功功率降低，電能的質(zhì)量提高?？捎秒妷簽椋?U=PR+QX×10-3（P-有用功率、Q-無功功率、R-線路的每相電阻、X-線路電抗、U-線路電壓）。

（2）能夠降低電力系統(tǒng)中的功率損耗

根據(jù)電流在輸電線路中的損耗功率為：?P=3I2R×10-3KW。其中，P為有功功率（KW）、I為輸電線路中的電流（A）、R為線路中的每相電阻。由該公式可知，輸電線路的損耗功率與電流的平方成正比，無功補(bǔ)償可以減小負(fù)荷電流，從而降低輸電線路的有功功率的損耗。

（3）能夠提高電力系統(tǒng)的供電能力

電力系統(tǒng)向用戶供電能力的大小與設(shè)備的額定電流有關(guān)，在視在功率一定的情況下，提高功率因數(shù)，從而提高有功功率，采用無功補(bǔ)償可以有效的提高電力系統(tǒng)的供電能力。

1.2無功補(bǔ)償?shù)姆绞?/p>

（1）個(gè)別補(bǔ)償

個(gè)別補(bǔ)償方式適用于電力系統(tǒng)中供電電壓較低的低壓網(wǎng)絡(luò)，可應(yīng)用于容量較大的電動機(jī)。將電容器與電動機(jī)并聯(lián)，可以替代控制系統(tǒng)，減少成本，提高了啟動電壓，從而縮短啟動的時(shí)間。

（2）分組補(bǔ)償

分組補(bǔ)償方式是指將電容器安裝變配電室的母線上，這種方式可以明顯的提高電容器的利用效率，減少低壓線路中電能的損耗。

（3）集中補(bǔ)償

集中補(bǔ)償結(jié)合了個(gè)別補(bǔ)償和分組補(bǔ)償方式，是將電容器安裝在變電器的低壓母線上，該方式可以有效的降低線路電能的損耗，實(shí)現(xiàn)電容器的安全運(yùn)行，提高電能的利用率。

2 無功補(bǔ)償對電能計(jì)量準(zhǔn)確性的影響

2.1無功補(bǔ)償對高壓計(jì)量和低壓計(jì)量的影響

當(dāng)電力系統(tǒng)中的無功功率不能滿足與當(dāng)前系統(tǒng)的需求，用電設(shè)備就不能建立正常的電磁場。此時(shí)，用電設(shè)備的端電壓下降，從而用電設(shè)備不能維持正常運(yùn)行。為了避免這種情況的發(fā)生，保證用電設(shè)備在額定電壓的情況下運(yùn)行，就需要在電力系統(tǒng)中安裝無功補(bǔ)償裝置來增加無功功率，保證電壓質(zhì)量，減少電能的損失。另外，無功補(bǔ)償對高壓計(jì)量和低壓計(jì)量有影響，主要體現(xiàn)在電能計(jì)量的準(zhǔn)確性上。

目前，用于電能計(jì)量的儀器主要是全電子式電能表和電磁感應(yīng)式電能表，全電子式電能表利用電壓變換組件的分散性、電流電壓的大小、溫度大小和頻率等條件對電能計(jì)量的影響，能有效的分析負(fù)載基波和諧波的總功率，可以將正弦變化的電流和電壓進(jìn)行記錄和分析。

在實(shí)際的電能計(jì)量工作中，無功補(bǔ)償盤會使電能表出現(xiàn)電流為負(fù)值、反向有功功率和反向無功功率的現(xiàn)象，為了保證電能計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，抑制諧波對計(jì)量產(chǎn)生影響，使用電費(fèi)杠桿進(jìn)行控制，采用分頻技術(shù)計(jì)量基波和諧波的電能消耗，可以有效的提高電能計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.2提高用電設(shè)備的功率因數(shù)

根據(jù)物理電能公式推論，電力系統(tǒng)運(yùn)用無功補(bǔ)償后，負(fù)載電流明顯減低，輸電線路的能耗明顯下降。由于電力系統(tǒng)中不存在純電阻，因此功率因數(shù)規(guī)定在0～1范圍內(nèi)，電力系統(tǒng)中的用電設(shè)備（變壓器等）會產(chǎn)生大小不一的無功功率，輸電線路存在一定程度的電能損耗，此時(shí)電容器提供無功補(bǔ)償，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，功率因數(shù)大于0.9，電力系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。電網(wǎng)系統(tǒng)功率因數(shù)提高，可以有效提高電能計(jì)量的準(zhǔn)確性，使用戶實(shí)際用量和電能計(jì)量相符。單純從計(jì)量角度去說，功率因數(shù)的高低，對有功電能的計(jì)量精度影響不大，但從整個(gè)用電系統(tǒng)來說，功率因數(shù)提高了，既不過補(bǔ)，又不欠補(bǔ)，總用電電流就會相應(yīng)減小，線路上的損耗電量就會減小，會節(jié)省一部分電能，有功表會少“走”一些。

圖1 智能無功功率自動補(bǔ)償控制器

2.3提高電力系統(tǒng)的供電能力

無功功率在電能計(jì)量過程中，通過提高電力系統(tǒng)的有用功率，提高其供電能力，從而保證用戶的電能質(zhì)量。無功補(bǔ)償可以為電能計(jì)量提供良好的條件，在保證供電質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，確保計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。無功補(bǔ)償可以保證電能的供電質(zhì)量，防止沖擊和頻率不同電流的影響，過濾掉輸電線路中諧波的干擾，對線損干擾和電磁干擾有明顯的抑制作用，提高了電能計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.4補(bǔ)償三相不平衡

補(bǔ)償三相不平衡是通過負(fù)荷的需要和不同負(fù)荷狀態(tài)存在不同的無功補(bǔ)償，來達(dá)到三相不平衡補(bǔ)償?shù)膶?shí)際需求的目的，該無功補(bǔ)償方式對電能計(jì)量的準(zhǔn)確性影響較大。電力系統(tǒng)出現(xiàn)三相不平衡現(xiàn)象時(shí)，會出現(xiàn)零序和負(fù)序的狀況，通過無功補(bǔ)償后，電力系統(tǒng)的負(fù)荷逐漸平衡。三相不平衡通過排除無功功率對輸電系統(tǒng)影響，來保證電能計(jì)量的準(zhǔn)確性，根據(jù)三相不平衡的無功功率的大小，選擇合理的電容器，可以有效降低無功功率對電能計(jì)量的影響。

3 結(jié)語

隨著我國電力事業(yè)的大力發(fā)展，對無功補(bǔ)償進(jìn)行探究顯得越來越重要，我國電力設(shè)施經(jīng)無功補(bǔ)償方式優(yōu)化后，電力系統(tǒng)能耗大幅度減低。目前，先進(jìn)的用電負(fù)荷量電能計(jì)量方式逐漸取代傳統(tǒng)的計(jì)量方式，無功補(bǔ)償能夠有效的利用無功功率，降低了電能的消耗，節(jié)約了供電部門的成本，無功補(bǔ)償在一定程度上為電能計(jì)量提供了可靠的測量數(shù)據(jù)，保證了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。加強(qiáng)對無功補(bǔ)償對電能計(jì)量的準(zhǔn)確性影響的分析，可以有效提高電能的利用效率，

參考文獻(xiàn)

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［2］肖于欣.電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償［J］.中國高新技術(shù)企業(yè).2008 （17）

Discussion on reactive power compensation and measurement of electric power system

Deng Zijian
（Guangdong Power Supply Bureau Yangjiang Power Supply Bureau Yangjiang Guangdong，529500）

Abstract：With the improvement of the economic level of our country， the power consumption is greatly increased.In the power system，reactive power compensation can achieve the power supply mode and the efficiency of the power supply efficiency.In addition， reactive power compensation to a large extent affect the power system in power measurement.This paper mainly expounds the reasons for the error in the process of electric energy measurement，and puts forward the importance of reactive power compensation on the accuracy of power measurement，so as to ensure the stable operation of power system.

Keywords：power system；reactive power compensation；electric energy measurement；influence