配電網規劃中無功率補償方法

劉超

摘 要：基于我國電力工程目前的發展狀況，本文首先針對無功功率的概念進行論述，并在此基礎上，分析了當前我國在配電網規劃當中，所常用的無功功率補償方法，最后就無功功率補償在配電網規劃當中的相關運用進行了闡述。

關鍵詞：無功功率；方法；配電網規劃；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.157

0 引言

在我國目前的電力工程之中，在電網當中針對用電設備進行使用之時，除了會對有功功率進行使用以外，還需要消耗無功功率。基于這一因素，在我國電力網絡當中，電力部門為了可以更加合理化、科學化的對用電設備功率進行限制，便需要對其所消耗的無功功率進行合理的補償，由此才能滿足電力系統當中針對無功功率的基本需求。而在配電網的規劃工作當中，有關部門需要甄選出效果理想、成本合理的方法來對用電設備進行無功率補償。

1 關于無功功率的概念

所謂無功功率，就是指在規定的時間當中，在電氣設備內部所生產的能量，同時在無電磁能量的狀況下，給予電源設備帶來感應電流。在理想狀況當中，無功功率不會主動消失，它會在電源和電氣設備當中開展電磁轉化。由性質的角度進行分析，無功功率則可以被分成感性與容性兩個種類。詳細地說，電容器裝置設備的損耗，便是容性無功功率，而電動機裝置當中的損耗便屬于感性無功功率。在中國現有的電力工程之中，針對感性無功功率和容性無功功率的判定，有著十分重大的意義。這是因為在配電網絡當中，含有很多的電感配件，這些電感配件會在很大程度上對無功功率進行損耗，因此，在配電網規劃的過程之中，需要使用有效的辦法針對無功功率開展合理的補償，由此保障我國電力工程在運行過程中的穩定以及安全。

2 我國電力工程常用的無功功率補償方法

一般情況下，在我國配電網絡當中所采用的無功功率補償方法主要有變電站集中補償、低電壓集中補償、桿上無功補償以及用戶終端分散補償等方法，本文針對這些方法進行逐一的介紹。

2.1 變電站集中補償法

電力部門需要將配電網絡當中的無功功率進行平衡，可以在變電站當中開展集中補償，在此種方法下，無功功率補償的主要作用便是對配電網當中的功率因數進行改變，增加終端變電站上的電壓強度，對主變壓器當中的的無功損耗開展補償。相關補償設備一般是連接在10千伏的母線當中。這種補償方法有著管理方便、維護簡單以及成本投入較低等一系列的優點，但是針對配電網絡當中的損耗控制很難發揮出有效的作用。

2.2 低電壓集中補償法

當下，低電壓集中補償法是我國使用頻率最高的一種無功補償方法，該方法是在配電變壓器的低電壓一端開展無功功率的補償。在使用低電壓集中補償法時，補償設備按照用戶的用電多少的變化，投入對應數量的電容器開展跟蹤補償。該種補償方法最為主要的作用是增強專業變壓器使用者的功率因數，完成無功功率在電能使用地點的就地平衡，不但針對配電變壓器與配電網絡的損耗有很好的控制效果，同時也可對電力使用者的電壓水平進行保障。該補償設備一般是按照功率因數或者無功功率開展電容器的自動投切。該種補償方法所遵循的原則盡管對于保障用戶的用電質量有很大的幫助，但是在操作的過程當中，無功功率的投切量往往和現實要求存在有很大的差異，由此導致在配電網絡當中，無功功率補償過大或者補償量不足的狀況時有發生，使得電力系統的正常運行受到嚴重影響。

2.3 桿上無功補償法

在我國的配電網絡當中，存在有大量的公共變壓器沒有開展無功補償，無功功率的受補償率受到了很大程度的影響，這直接導致我國配電網絡當中有很大的無功功缺額必須要憑借發電站或者變電站來進行補充，讓大量無功功率必須憑借供電線路進行傳輸，大幅度增加了配電網絡的損耗程度。基于這一現狀，供電部門需要將10千伏外界并聯電容器配置在架空的電線網絡的桿塔上開展無功補償，以求增強配電網絡當中的功率因數，實現減小損耗增加壓強的效果。因為在桿塔上所安裝的并聯電容器和變電站之間存在有很遠的距離，所以十分容易產生資金投入過大，保護裝置不易安裝、日常維護投入精力過大等缺點，并受外界環境因素對電力工程造成干擾等問題。在配電網絡處在輕載狀態時，電力部門又必須要杜絕配電網絡線路發生電壓超負荷或者過量補償等情況。所以，在塔桿上所建立的無功功率補償點的數量一定要適當，并且不建議設立分組投切，容量限定也不能過高。

2.4 用戶終端分散補償法

就我國國情進行分析，在城鎮地區，低壓用戶的人均年用電量大幅度上升，煤礦、企業、住宅小區當中對無功功率都有很高的需求量，供電部門直接針對用戶終端開展無功補償，是最合理的減小供電網絡消耗以及保障供電網絡電壓穩定的方法。該種補償方式所存在的弱點為補償地點呈現分散化分布，無法指派專人進行管理，并且負荷波動不在同一時間點的特征讓大量電容器在線路負荷較輕的情況下處于相對空閑的狀態，不能有效發揮這些設備的作用。

3 無功功率補償在配電規劃當中的運用分析

從配電網絡的安全、高效運行作為出發點，無功功率補償在此當中有著十分重要的作用。簡單來講，配電網自身規模越是龐大，在運行過程中就會出現越大的負荷壓力，所以，在電力部門開展配電網規劃的過程當中，需要選擇合理的無功補償方案，來對配電網絡當中的無功功率進行補償，由此使得配電網的運行變得更加安全高效。

3.1 無功功率因數的增加

憑借實際運用和數據分析能夠知道，在我國電力系統之中，若需要把用電設施的無功負荷減小，就必須要正確進行大無功負載量設備的置換工作。通過這一工作的開展，即使維持供電系統之中原來的無功補償設備的數量，仍可以讓電力系統當中的無功功率因數得到增加。并且在配電網絡當中，就可以讓電力運送過程中所出現的損耗進行削弱。根據筆者的工作經驗可以發現，針對各種無功功率數據來講，電動機數據有著極為重要的意義和價值。針對電動機使用過程當中無功功率實際消耗情況進行分析，在不同的外部環境之中，相同設備的無功功率消耗也會存在不同，供電部門應根據這一情況，選擇出對應的補償方案。

例如：在配電網規劃當中，針對高壓用電設備的無功補償，電力部門可以在主變壓器的兩端進行高壓設備的安裝，由此來減小變壓器所造成的無功損耗，同時在一定程度上，把無功功率因數進行提升

3.2 低壓無功功率的補償

在中國目前的電力工程之中，建立在配電網絡當中需要在科學合理的范圍當中進行變低壓補償，該補償方式同樣是使用極為廣泛的一種無功補償方式，在配電網低壓無功功率進行補償時，比較常見的低壓無功補償技術有隨機補償、隨器補償以及跟蹤補償等，在實際針對這些技術進行使用的過程當中，它們往往能夠發揮出不同的效果和作用。

4 結束語

伴隨著我國的快速發展，不管是人們的生活、企業的生產，電力資源都發揮出了不可替代的作用，基于這一現狀，電力部門應保障配電網絡在運行過程中的高效和安全。在當前的配電規劃之中，電力部門需要根據無功功率的損耗狀況，采用合理科學的無功補償技術進行補償，由此保障我國供電網絡的安全使用。本文通過筆者多年的電力部門工作經驗，論述了自己對于無功補償的一些不成熟看法，希望能夠給予同行參考和幫助。

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