淺談電網無功功率補償應用

摘 要：隨著社會的發展與人民質量的提高，人們對配電的依賴性不斷加強，同時對供電的質量及穩定性提出了嚴格的要求。本文中主要探討了功率因數與供電單位間的影響，以及提高功率因數帶動社會效益及經濟效益的作用。

關鍵詞：電網；無功率；補償器；發生器

中圖分類號：TM247 文獻標識碼：A

一、目前我國配電網無功補償的狀況

配電廠受自然環境、居民區等問題制約，所以遠離電力負荷中心，盡管建于負荷附近位置，由于單機容量的變大，發電機額定功率因數也隨著變大，因此電網所接受的無功功率變小，僅由發電機提供的無功功率滿足不了配電網對無功功率的需求，所以無功功率補償設備的作用尤其重要。配電系統的無功功率補償方法有以下幾種：（1）同步調相機：目前很少利用，它是無功補償設備最前期的典型代表，具有動態補償功能，其反應慢，工作維護麻煩，一般表現為高壓側集中補償。（2）并補裝置：并聯電容器是無功補償中用于無功補償最多的裝置，但是電容的補償只限于補償固定的無功裝置，雖然電容分組投切優于固定電容器補償方法，并且更能適應負載無功的動態表現，但其補償方法僅是一種有級無功調節，實現不了無功平滑的無級調節功能。（3）并聯電抗器：現今我國電抗器容量都是固定的， 主要用于抑制過電壓與除吸入系統容性的負荷。以上三種補償措施在運行工作中取得較好的效果，但實際工作中存在以下問題：（1）諧波問題：電容器具備抗諧波功能，但諧波值一旦過大，會影響電容器使用壽命；但由于其對諧波具有放大功能，所以會使系統的諧波，受到更嚴重干擾。（2）無功的倒送問題： 電力系統中不能出現無功倒送，在負荷值低時，無功倒送會使電壓偏高。（3）電壓調節措施的補償裝備產生的問題：某些無功補償裝備主要是由電壓定其無功的投切量，線路電壓的波動與無功量變化有關，但線路的電壓是根據系統變化而決定的，這就造成無功欠補或過補的出現

二、無功的補償措施

并聯電容器是無功補償的一種表現方法。按照達到的補償效果的不同與系統負載情況的不同，根據不同安裝地扯，無功補償可分為分單元補償、集中補償與就地補償三種。下面分析無功補償方法特點。（1）線路的分布補償。線路的分布補償為高壓補償的一種表現，為實現無功就地補償功能，就要在電力線路上安裝并聯電容器，具有成本低、降損、高效等特點，并且安裝簡捷，低事故，維護工作容易，尤其是用于較長線路與多負荷供電點的線路上。所以，配電線路上組裝并聯電容器補償，在社會發展中得到廣泛的應用。（2）變電站的高壓集中補償。高壓集中補償指將并聯電容器組直接裝在變電所的6～10kV高壓母線上的補償方式。適用于用戶遠離變電所或在供電線路的末端，用戶本身有一定高壓負荷時，可以減少對電力系統無功的消耗并起到一定補償作用；補償裝置根據負荷的大小自動投切，從而合理地提高用戶功率因數，避免功率因數降低導致電費增加。同時便于運行維護，補償效益高。電容器組安裝容量一般為10000kvar或更小，放置方法可設有專門室外布置或電容器室。由于變電站的補償，對農網降損作用有限，下級補償不夠時，其是確?？偸茈姸斯β室驍?，是否能達到考核標準的一種有效補償方法。高壓集中補償為無功平衡的一個主要構造，很多企業，特別是存在較多高壓負載時，如：電爐、變壓器等。其補償特點有電壓較高、補償容量較大，比低壓大很多。（3）變壓器的低壓母線補償。變壓器低壓母線補償，是以無功補償投切裝置充當控制保護裝置，把低壓的電容器組補償于大型用戶0.4kV母線上的補償技術，較多表現為動態補償。其補償措施限于補償線路的無功負荷，基荷段，補償容量過大時，在負荷出現低谷時，其無功會倒送，會使電壓升高和增加網損可能，對其他設備和電容器的正常運行造成影響。所以不能用低壓母線補償，取代下級補償，如果在下級補償處于完善的狀態時，便能夠除去線路補償。（4）低壓用戶的分散補償。低壓用戶的分散補償主要為低壓隨機補償，其方法是將低壓補償的電動機繞組與電容器組直接并接好，用一套保護裝備與刀閘控制，將電動機同時投切，此方法為靜態補償。

三、無功補償裝置

靜電電容器、同步電機、靜態無功補償器以及靜態無功發生器，通常把這幾種裝備稱為無功補償裝備。目前我國指的靜態無功補償裝備，主要指采用晶閘管無功補償設備的方法，有以下幾類：

1 具有飽和電抗器的無功補償裝備功能

其主要裝置分為可控飽和電抗器與自動飽和電抗器無功的補償裝置?？煽仫柡碗娍蛊魇且愿淖兛刂评@組工作時電流的控制鐵心的飽和數據，使工作繞組的感抗改變，而進一步控制無功電流值。自動飽和電抗器的無功補償裝置采用電抗器的主要功能來穩定電壓，再用鐵心的飽和功能，而控制吸入或發出的無功功率數據。

2 靜態無功補償裝置

靜態補償器的功能是持續而快速地控制無功功率，根據吸入或放出無的功功率來控制，其所連接輸電節點的電壓。靜態無功補償裝備，由晶閘管所控制投切電容器及電抗器組合成，可分為晶閘管投切電容器與晶閘管控制電抗器兩種補償裝置方法。⑴晶閘管控制電抗器由單個電抗器與兩個相互反向并聯而成的晶閘管相串聯，三相接成的三角形。具有TCR型的補償器，靈活性大，反應迅速，目前我國工業企業和輸電系統中應用廣泛。⑵晶閘管投切電容器由兩個相互反向并聯的晶閘管，而將電容器從電網中連接斷開或并入電網，而串聯的小電抗器，主要用來抑制電容器，投入電網工作時可能產生對電流的沖擊。

3 新型靜態無功發生器

靜態無功發生器構造是一個電壓源型逆變器，由可斷開與關閉的晶閘管控制通斷，把電力系統的電壓同步與電容上的直流電壓轉換而成的三相交流電壓，再把變壓器和電抗器并聯連接入配電網。控制好逆變器輸出電壓，靈活改變工作狀態，讓其處于感性、容性或沒負荷的狀態。

參考文獻

[1]淺論電網無功功率補償[J].天津電力，2010（10）.

[2]淺談無功功率的產生和補償技術[J].中國電力教育，2011（27）.