淺談無功補償在配電系統中的應用

1.李延明 2.高 欣

1.河南省電力勘測設計院 2.鄭州電力高等專科學校

1 無功補償技術概述

無功補償主要分為動態及靜態兩種方式。前者主要是根據負載情況安裝固定容量補償電容及電感，后者與前者不同，主要是隨著感性或者容性變化，切換補償電容容量、電感量等達到補償目的。而其中動態補償具有實時性、高效等特點，能夠幫助改善和提高功率因數，且能夠顯著降低線路損耗。

目前，該項技術廣泛應用于輸電系統波阻抗補償、負載無功補償中。其在實踐中能夠連接并控制無功功率，根據實際情況第一時間做出反應，發出或者吸收無功功率，將系統中的獨立的節點電壓整合到一起，形成一個整體。在科學技術支持下，動態無功補償發展相對成熟，在具體應用中，僅需要利用相關裝置，較為方便，且可靠性很高，未來，將成為配電網絡管理的必然選擇。

2 常用的無功補償技術

2.1 電容器補償

電容器，顧名思義，就是一種儲存電量的容器，利用其補償無功損耗在無功補償技術中占有重要的地位，而且很多補償裝置的選用都選擇電容器。通俗來講，就是將電容器中的電量通過不同的連接方式與配電臺區的設備相互連接，補償裝置一旦發現設備出現損耗，就將電容器中的電量引入進來，補充電能的無功損耗。

2.2 智能無功補償技術

近些年來，智能化技術和設備大量面世，也刺激了無功補償裝置的進一步發展，更重要的原因是由于電力企業的經營規模的擴大。以及我國電力設施和網絡系統的建設規模愈加龐大，需要進行監控和補償的設備和線路日益增多，普通的補償技術和裝置已經無法有效的滿足現如今的需求，加上電力信息化管理的應用，使電力系統的運轉效率愈來愈高，而且在不遠的將來，電力能源的發展將進入更多的應用領域，電力能源的使用帶給配電系統的壓力更大，需要處理的信息數據更多，因此對待海量規模的配點設備以及輸電線路的止損，必須要結合實時監控及時高效的補償機制和穩定的補償機制兩者的共同作用，才能夠有效的防止配電設備的大面積損耗、損傷，并提高設備運轉的效率。

新式的智能無功補償技術還包括智能的管理控制措施、監控設備運行狀態、實時的通訊互連以及在配電臺區形成標準化的作業單元等重要功能，這些功能不但保護了臺區內的設備的安全和穩定運行，而且能夠及時的發現損耗，最大限度的滿足了節約電力能源的需求，一系列技術和功能的實現與應用，極大的提高了電力系統的綜合處理和分析電力數據信息的能力，智能化管理得到了進一步的驗證和落實，這對于電力行業的智能化發展意義重大。

3 無功補償在配電系統中的應用

3.1 在固定濾波器、電抗器中的應用

為滿足電源對無功電流和總諧波電流的要求，利用有源濾波器產生的與負荷條件下諧波電流相反的諧波電流，讓兩者相互抵消。這種無功補償具有利用有源補償的可控性、靈活性又有無源補償大容量的特點，但是其形成的諧波會對設備造成一定的影響，而且運行過程中會產生較大的噪音。

3.2 安裝投切電容器

投切電容器是用于無功補償裝置中的電容器，通過對電容器進行投切，改變無功功率，是無功補償當中一個重要裝置。該設備投資小。但是不適宜頻繁使用，過于頻繁使用會影響設備使用壽命。

3.3 對回路電流的無功補償利用

固定濾波器來調節飽和電感器內部的磁能飽和程度這樣可以對流入回路的感性電流繼續逆向改變，最終達到無功補償。在回路中產生的感性電流可以和濾波器發出的的容性電流進行相互抵消，進一步實現電流平衡，之后可以通過將濾波器和電抗器進行電壓串聯，對側母線的電壓進行一定程度上的降低，這樣就可以實現無功補償這的目的。

3.4 無功補償中應注意的問題

在輕負荷時要避免過補償，倒送無功造成功率損耗增加，也是不經濟的。功率因數越高，每千乏補償容量減少損耗的作用將變小，通常情況下，將功率因數提高到0.95就是合理補償。

無功功率倒送是電力系統所不允許的現象，因為它會增加線路和變壓器的損耗，加重線路的負擔。雖然生產廠家都強調自己的設備不會造成無功功率的倒送，但是實際情況并非如此。因為對于接觸器控制的補償柜，補償量是三相同調的；對于晶閘管控制的補償柜，雖然三相補償量可以分調，但是很多生產廠家為了節約成本，往往只選擇一相做采樣及無功功率分析。于是在三相負荷不平衡的時候，就有可能造成無功功率倒送。至于采用固定電容器補償方式的用戶，則可能在負荷低谷時造成無功功率倒送，這應引起充分注意。

總之，對配電網進行無功補償，提高功率因數和保持無功功率平衡，是一項建設性的降損技術措施。目前，配電網的無功補償容量一般是根據供電部門要求達到的功率因數來確定的，而不是依據用戶用電時實際的節能效益、最佳電能質量、最小支付電費的經濟功率因數來確定。通過對無功補償技術的介紹，分析了適合于城市低壓配電臺區的無功補償技術，對配電網無功補償工作有著積極的促進作用。如何確定無功補償設備的合理配置和分布，需尋找技術上和經濟上的最優方案。

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