邢驥

摘要：在我國(guó)電力事業(yè)快速發(fā)展背景下，原有“重發(fā)電輕供電”現(xiàn)象得到改善，智能配電網(wǎng)、配電網(wǎng)自動(dòng)化、微電網(wǎng)技術(shù)及大量分布式電源的接入，使得配電網(wǎng)低頻振蕩、諧波、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等問(wèn)題不斷凸顯，相應(yīng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)也得到擴(kuò)展，并迅速發(fā)展壯大。基于此，文章對(duì)配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)類型和作用進(jìn)行闡述，深入探究無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在配電網(wǎng)中的實(shí)際應(yīng)用，以提高電能質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：無(wú)功補(bǔ)償技術(shù);配電網(wǎng);實(shí)際應(yīng)用

在配電網(wǎng)工程中，無(wú)功補(bǔ)償逐漸成為必不可少的組成部分，具有提高電網(wǎng)功率因數(shù)、供電效率，降低輸電線路損耗、改善供電環(huán)境的重要作用，然而我國(guó)部分區(qū)域配電網(wǎng)建設(shè)較為落后，存在無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備不足、陳舊，無(wú)功分布不均衡等問(wèn)題，輸電線路損耗嚴(yán)重，難以保障電能質(zhì)量，亟需進(jìn)行解決。

1 配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)類型和作用

無(wú)功補(bǔ)償，指無(wú)功率補(bǔ)償，其實(shí)質(zhì)是提高電力系統(tǒng)功率因數(shù)，繼而減少輸電線路及供電變壓器損耗，提高電能利用效率的一種方式[1]，其具體原理見(jiàn)圖1。在這其中，無(wú)功補(bǔ)償器占據(jù)十分關(guān)鍵的作用，科學(xué)合理配置補(bǔ)償設(shè)備，利用補(bǔ)償設(shè)備對(duì)電力輸送過(guò)程中產(chǎn)生的無(wú)功率電氣設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償，能有效提升配電效果，減低電網(wǎng)損害，但是，如果沒(méi)有依據(jù)實(shí)際電力系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，如電壓負(fù)荷值、目標(biāo)功率、補(bǔ)償設(shè)備電容值、動(dòng)靜類型等，以及不同電網(wǎng)負(fù)荷程度合理選擇補(bǔ)償設(shè)備，山西愛(ài)你就地補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，不僅會(huì)提高電能損耗，還會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)正常運(yùn)行造成影響，難以滿足用戶正常用電需求。

配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)主要有配電線路補(bǔ)償、變電站補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償、隨機(jī)補(bǔ)償、跟蹤補(bǔ)償[2]。其中，配電線路無(wú)功補(bǔ)償通過(guò)在線路桿塔上安裝電容器的方式來(lái)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，具有投資小、回收快、便于管理與維護(hù)的特點(diǎn)，主要用于負(fù)荷重、功率因數(shù)低的長(zhǎng)線路;變電站補(bǔ)償是利用并聯(lián)電容器、靜止補(bǔ)償器等補(bǔ)償裝置在變電站集中補(bǔ)償?shù)姆绞?，具有便于管理與維護(hù)的特點(diǎn)?？偟膩?lái)說(shuō)，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)具有降低電能損耗、優(yōu)化電能質(zhì)量、激發(fā)供電設(shè)備潛能、提高電網(wǎng)穩(wěn)定性能等積極作用，在現(xiàn)代配電網(wǎng)中發(fā)揮著十分重要的現(xiàn)實(shí)作用。

2 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在配電網(wǎng)中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 低壓分散無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

低壓分散補(bǔ)償技術(shù)，指在變壓器電壓較低的一端安裝補(bǔ)償設(shè)備，對(duì)電容器進(jìn)行分散固定容量補(bǔ)償，能有效增強(qiáng)配電網(wǎng)輸電及供電能力，具有明顯節(jié)能降耗作用，還能規(guī)避因集中補(bǔ)償容量過(guò)大導(dǎo)致的涌流問(wèn)題[3]。其優(yōu)點(diǎn)是操作便捷、成本較低，電壓負(fù)荷較低時(shí)能避免補(bǔ)償過(guò)量問(wèn)題;不足之處是需要人工投切，在一定程度上增加了人工失誤風(fēng)險(xiǎn)，可能導(dǎo)致補(bǔ)償不足或過(guò)量補(bǔ)償問(wèn)題。

2.2 低壓集中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

低壓集中補(bǔ)償技術(shù)，指在配電變壓器低壓母線側(cè)，將低壓電容器與配電變壓器通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)連接在一起，通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備和低壓母線無(wú)功符合大小對(duì)大容器進(jìn)行投切控制。其優(yōu)點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、降低線損、提高配電利用率等，在無(wú)功補(bǔ)償中應(yīng)用范圍較為廣泛，但是采用這種方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)電容器平滑調(diào)節(jié)，只能進(jìn)行整組投切。

2.3 變電站集中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

變電站集中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)指，在變電站6至10kV高壓母線上集中安裝并聯(lián)電容器組，容量為主變?nèi)萘康?0至30%，以實(shí)現(xiàn)變壓器及變電站周?chē)袩o(wú)功補(bǔ)償，這種情況下補(bǔ)償裝置可以依據(jù)電網(wǎng)實(shí)際負(fù)荷大小，進(jìn)行自動(dòng)投切，能顯著提升用戶功率因數(shù)。但是，在用電量及用電質(zhì)量要求不斷提高形勢(shì)下，這種方式存在無(wú)法顯著減少線路中電能損耗的不足。

3 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 嚴(yán)格遵守?zé)o功補(bǔ)償原則

目前，我國(guó)電力管理部門(mén)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的重要意義，為施更好地體現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)男Ч?，提出了無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕炯夹g(shù)原則，具體如下：（1）分級(jí)就地平衡原則，無(wú)功補(bǔ)償具有較強(qiáng)專業(yè)性，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行全面規(guī)劃，做到分級(jí)補(bǔ)償和就地平衡，因此，在構(gòu)建配電網(wǎng)時(shí)，應(yīng)做好實(shí)現(xiàn)事前調(diào)研工作，全面考察配電網(wǎng)負(fù)荷情況、建設(shè)需求、應(yīng)用電氣設(shè)備類型和數(shù)量，對(duì)無(wú)功補(bǔ)償進(jìn)行全面規(guī)劃，確保實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)基本功效[4];（2）合理布局原則，要注重?zé)o功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的合理性，補(bǔ)償設(shè)備、補(bǔ)償容量及補(bǔ)償方式的合理性，將集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相互融合，以分散補(bǔ)償為主，高壓及低壓補(bǔ)償相結(jié)合、動(dòng)態(tài)和靜態(tài)補(bǔ)償相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)用目標(biāo);（3）分級(jí)就地平衡原則，充分論證無(wú)功補(bǔ)償方案，分析其影響因素、經(jīng)濟(jì)投入、實(shí)施難易程度，確定最佳分級(jí)補(bǔ)償方案，并且在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，依據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況選擇對(duì)應(yīng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備類型，合理計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償容量，提升無(wú)功補(bǔ)償質(zhì)量。

3.2 準(zhǔn)確計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償容量

在配電網(wǎng)中應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)時(shí)，需要根據(jù)其容量確定無(wú)功補(bǔ)償容量和安裝數(shù)量，最佳無(wú)功補(bǔ)償裝置容量一般為配電線路平均負(fù)荷功率的三分之二，其具體計(jì)算方式如下：（1）相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)配電線路進(jìn)行全面細(xì)致的考察，確定配電網(wǎng)安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備后能夠?qū)崿F(xiàn)的效果，確定無(wú)功補(bǔ)償依據(jù)，不同無(wú)功補(bǔ)償依據(jù)無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算方式不同，以提高電壓為補(bǔ)償依據(jù)時(shí)，其計(jì)算公式如下：

（2）仔細(xì)考量補(bǔ)償細(xì)節(jié)，倘若需要對(duì)超過(guò)5KW的交流異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償，可以采用隨機(jī)補(bǔ)償方式，其補(bǔ)償容量可依據(jù)電動(dòng)機(jī)無(wú)功損耗容量;倘若需要對(duì)超過(guò)100KVA的10KV配電變壓器進(jìn)行補(bǔ)償，可采用自動(dòng)投切補(bǔ)償方式，其補(bǔ)償容量可參考實(shí)際負(fù)荷性質(zhì)。

3.3 合理選擇無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備

無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備是配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的關(guān)鍵，能夠選擇適宜無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備、數(shù)量和安裝位置，與補(bǔ)償質(zhì)量息息相關(guān)[5]?，F(xiàn)如今，我國(guó)配電網(wǎng)常用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備包括靜止無(wú)功補(bǔ)償器、同步發(fā)電機(jī)、靜止無(wú)功發(fā)生器等，其中，靜止無(wú)功率補(bǔ)償器主要由電容器、投切電抗器、晶閘管等組成，倘若電壓發(fā)生變化，補(bǔ)償器可以快速調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償，并且，這種技術(shù)也可應(yīng)用在分相補(bǔ)償、存在三相不平衡負(fù)荷等環(huán)境中，但在投切過(guò)程中極易產(chǎn)生諧波，需要同時(shí)安裝濾波器進(jìn)行控制;在定額狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，同步發(fā)電機(jī)可產(chǎn)生無(wú)功功率，其計(jì)算公式如下：

靜止無(wú)功發(fā)生器，可以利用晶閘管進(jìn)行管理控制，將電容中直流電壓轉(zhuǎn)化為三相交流電壓，接入配電網(wǎng)中，合理控制發(fā)生器輸出電壓，能夠改變其感性、容性及零負(fù)荷的狀態(tài)，其優(yōu)勢(shì)在于無(wú)功功率注入明顯，不易產(chǎn)生諧波。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在現(xiàn)代配電網(wǎng)建設(shè)中，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)有著極其廣闊的應(yīng)用范圍和前景，合理應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，對(duì)配電網(wǎng)高效高質(zhì)運(yùn)行具有十分重要的作用，相關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)研究，依據(jù)實(shí)際情況合理選擇低壓分散無(wú)功補(bǔ)償、低壓集中無(wú)功補(bǔ)償及變電站集中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，并嚴(yán)格遵守?zé)o功補(bǔ)償原則、準(zhǔn)確計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償容量、合理選擇無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，最大限度發(fā)揮無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的價(jià)值，為我國(guó)供電事業(yè)貢獻(xiàn)一份力量。

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