無功補償技術在企業中的應用

王 麗 王偉利 安平平

（山東黃金礦業（萊州）有限公司 焦家金礦，山東 萊州 261400）

1 無功補償及其作用

無功補償是指為滿足電力網和負荷端電壓水平及經濟運行的要求，在電力網和負荷端設置的無功電源，如電容器、調相機等。無功補償在供電系統中起提高電網的功率因數，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境的作用。

2 無功補償在企業中的重要性

企業中的用電設備如異步電動機、變壓器等大都屬于感性負荷，在運行過程中需要提供相應的無功功率。據統計，取向電網的無功功率量，異步電動機約占60%；變壓器約占20%；整流設備、電抗器及架空供電線路等約占20%。因此，可以看出，企業的無功功率主要消耗在異步電動機、變壓器和架空供電線路中。為了補償企業供用電設備所需的無功功率，采用靜態或動態無功補償方式，提高企業的用電功率因數，使企業的供電設備經濟合理運行。

3 功率因數

功率因數是指有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。我們希望在電網運行中，功率因數越大越好。要做到這一點，需要減少無功功率的傳輸，減少有功功率損耗，通過電力設備的視在功率將大部分供給有功功率，使功率因數無限接近于1。實際上，提高功率因數就是減少用電設備的無功功率。為了提高功率因數，將電容器與被補償設備并聯，以提高功率因數。這種補償方法就稱為并聯電容器補償，一般用電企業大都采用這種補償方法。

4 并聯電容器的作用

用并聯電容器進行無功補償主要是提高用電負載的功率因數，能向系統提供感性無功功率，提高系統運行的功率因數，提高電壓質量。同時，它減少了線路上感性無功的輸送，減少了電壓和功率損耗，因而降低了線損，提高了線路的輸電能力。

5 無功補償技術在企業的應用

5.1 真空斷路器投切電容器組

利用高壓母線上電壓互感器的一次繞組放電。熔斷器FU是為了防止電容器擊穿，作短路保護。串聯的電抗器L是為了防止電容器組與電路電感發生串聯諧振，同時降低電容器組在合閘時產生的沖擊涌流。它的優點是能有效的提高工廠的功率因數，使用壽命長，受環境影響小，總投資少。缺點是有重燃過電壓的危害。

5.2 晶閘管相控變壓器(TCR)

它是由反并聯的一對晶閘管與一個線性的空心電抗器串聯，通過改變觸發角改變晶閘管的通斷來調節電抗器的等效電抗值，從而使無功補償的電流平衡。它的優點是能長期運行，響應快，調節性能好。缺點是會產生諧波。

5.3 線路的無功補償

在供電網中，供配電線路作為運輸，傳送電力的介質，數量較多。因此，對配電線路進行無功補償，顯得十分重要。線路的無功補償裝置一般直接安裝在架空線路上，作用于供電線路的末端。優點是投資小，改善供電質量，也可在變壓器不增容的情況下提高用電負荷。

5.4 變電站主變的補償

現在有一種全網無功補償和電壓優化實時控制的方法，可以實時進行無功補償。以全網網損盡量小、各節點電壓合格為目標,以調度中心為控制中心,以各變電站的有載調壓變壓器分接頭調節與電容器投切為控制手段。首先從調度自動化系統采集數據,送入電壓分析模塊和無功分析模塊進行綜合分析,形成變電所主變分接頭調節指令、變電所電容器投切指令,由調度中心、集控中心、配調中心控制系統執行,循環往復。優點是可提高全網各節點電壓合格率經濟性能較好，同時可以減少線損。

5.5 同步電動機補償

在生產設備允許的情況下，可以采用同步電動機補償。其基本原理為：同步電動機發出無功功率，就近給用電設備所需的無功功率，可以使電網及變壓器的功率因數提高。它的優點是在功率因數超前時運行，可以改善無功功率。缺點是：當同步電機發出無功功率過多時，會使功率因數超前，從而功率因數會降低；當無功功率過少時，功率因數提高的幅度不大。

5.6 同步發電機補償

原理是將同步發電機輸出功率減少，并增大勵磁電流，使發電機在超前功率因數下運行，輸出所需要的無功功率，以補償所并電網無功功率的不足。優點是靠近負荷中心改善功率因數。缺點是發電機全相運行時不利于電力系統的動態電壓穩定。

6 結束語

雖然在大多數設備運行中應盡量提高功率因數，但對于發電機則應考慮電力系統的安全運行。因此，在電力系統的實際運行中，應根據實際情況，綜合考慮，合理地做好無功補償，從而保證電力系統的運行。

[1] 王萬鵬，配電系統無功補償技術[J].電子世界，2013.

[2] 張華贏,楊蘭均等,投切電容器組專用真空斷路器性能研究[J].電力電容器與無功補償，2011，06.