無功補償技術在低壓電網中的應用

倪文強

摘要：無功補償技術不僅可以很好的提升供電系統電網的功率參數，還可以有效降低電力變壓器及輸送線路的消耗。因此本文對無功補償技術在低壓電網中的應用進行分析和探討。

關鍵詞：無功補償技術;低壓電網;應用

1無功補償的具體特征

1.1低壓電網無功補償原理

非線性電力設備基于電磁感應原理在低壓電網中運行，在能量轉換的過程中建立交變磁場、生成感性負荷，在一個周期內完成功率的吸收與釋放。在此過程中，電源能量依靠無功功率的形式進行電能轉化，在負荷與電源間做周期性往復轉換運動。當電流在配電網中對電感元件做功時，將會導致電流比電壓超前90°C;當其對電容元件做功時，將會使電流較電壓滯后90°C，導致電流與電壓出現不同相。在同一電路內，電感電流與電容電流的相位相差180°C，倘若選取無功補償裝置安裝在電磁元件電路中，可以促使兩種電流相互抵消，使電流、電壓矢量夾角顯著減小，從而有效優化電網做功性能。

但在運用無功補償技術時需克服以下三項問題：（1）電網容量不足問題，在用電高峰期極易產生有功負荷、無功負荷缺額情況，造成局部電壓不穩，影響電網整體運行效果;（2）技術與設備的缺陷，例如在含有真空斷路器的線路中，在合閘時易產生瞬時過高電壓，無法起到無功補償作用;（3）單一化配置模式，難以結合負荷特性選取適合配置方法，對此還需進行控制設備、保護設備的合理選擇，以此提高設備利用率。

1.2無功服務的特點

1.2.1分析較為繁瑣

在商業化運行的電力系統中，電力設備運行產生的電壓由各參與者一起承擔，使用者與發電廠都要清楚自己電壓數值和功率因素的限制條件，并且無功調整過程中受到地域因素的影響較大，所以無功運行出現的問題比有功運行出現的問題要繁瑣得多。

1.2.2來源多種多樣

有功運行狀態下功率僅由發電機提供，無功運行狀態下的功率不僅來源于發電機，還來源于靜止無功補償器和調節器，輸電電路設備也可以產生。

1.2.3控制較為分散

頻率控制需要進行有功平衡，電壓控制時需要進行無功平衡。單頻率與全網的有功平衡有關，在全國范圍內具有統一性。但是電壓的節點有一定區別，與該節點的電壓控制有直接聯系。

1.2.4受到地域因素的影響

只有發電和受電之間具有較大電壓差，才能實現遠距離輸送無功。這種方式容易出現有功功率的消耗，產生較大的資金流出。因此，無功功率受到地理因素的影響較大，在遠距離傳輸時有很大的難度。

2無功補償技術對低壓電網功率因數的影響

2.1設備耗用無功功率

功率因數之所以會影響低壓電網，主要在于低壓電網在運行過程中會產生無功功率。為了減少不必要的浪費，可以通過無功功率補償技術有效的保護電力系統。一般情況下，提升低壓電網功率因數與無功功率補償技術是相反的。電力變壓器在運行過程中消耗的無功功率主要為空載無功功率。為了避免這一現象發生，就需要改善電力系統的功率因數;異步電動機與電力變壓器相似，但是異步電動機還會受到負載無功功率的影響。因此必須避免空載和負載這兩種運行狀態。

2.2供電電壓超出一定的規范

低壓電網中的供電電壓的功率因數會很容易超出規范，從整體而言，不規范的行為首先是要看供電電壓是否低于電壓規定的標準值。就此來看，低壓電網中的功率因數也會相應有所提升，并且還會受到低壓電網設備能否正常運行的制約，進而出現電力系統的供電電壓波動較大、制約異步電動機的情況發生。其次，供電電壓高于電壓標準值，這種情況可以分為高于標準值10%和高于110%（最高值）這兩種情況。如果供電電壓高于電壓的標準值，低壓電網的無功功率也會隨之增加，超出最高標準值，低壓電網的無功功率也會上升35%左右，以此可以看出供電電壓規范性的重要性。

3無功補償技術對低壓電網功率因數的補償策略

3.1無功補償技術的配置

當前階段，社會的生產生活中用電量也在逐漸上升，低壓電網配置的用電設備大多會增加無功功率，進而使得電網因數急劇下降，造成了電力資源的不必要的浪費。所以，為了保障電力系統的穩定運行，應該大力運用無功補償技術。這種技術不僅可以有效的減少電能的損耗，還可以提升低壓電網的功率因數。在補償技術的實際運用中最好的方式就是分級補償、就地補償，這些調整方式都符合無功補償技術的基礎原則。除此之外，無功補償裝置在進行配置時，要對其低壓電網的全部功率因數進行不斷的調節和試行，不斷調整整體和局部，使設備的整體功率因數能夠更好的協調，以免發生總體功率因數低，但局部功率因數高的情況，所以無功補償技術的價值和運用顯得更加重要。為了更好地在電力系統整體過程中采用無功功率補償技術，要在無功電流現象的配電變壓器上安裝無功補償裝置，實現對低壓電網的局部補償價值。

3.2無功補償技術的運用方法

無功補償技術的運用想要實現更好的實效性，需要了解無功補償技術的運用方式，以此掌握無功補償技術。無功補償技術需要要選擇合適的無功補償的容量才能提升電網的功率因數以及保障電力系統安全穩定的運行。首先可以采用單負荷就地補償容量選擇法，主要對經驗系數進行確認，然后對功率因數進行相應的提升，不斷的實踐，選擇恰當的方法，確定適當的補償值，使功率因數得到最大的提升。其次，還可以用多負荷就地補償容量選擇法，對無功補償前、后的功率因數進行計算，然后確認對無功補償的適用量，不過此種方式不適用于負載變化波動較大的低壓電網。

3.3無功補償的各項原則分析

在電力系統低壓電網中的運用無功補償裝置是需要遵從其中的各項原則，以此保障無功功率的質量和效率。無功補償技術遵循的原則主要有以下三種：第一種是同設備補償原則，此原則主要適用于低壓電容器組合電動機和設備的連接中，以此保障更好的降低電能的損耗率及保證整個低壓電網的供電效率。第二種是電容器補償原則，這個原則主要適用于相關工作人員，在實踐過程中就需要將設備保險連接到配電變壓器中，以此達到運用電容器來補償變壓器的目的，減緩電力資源的損耗程度。第三種是隨時補償原則，將無功補償投切裝置的合理運用，達到保護的作用，這樣的保護裝置可以在大幅度穩定低壓電網供電的穩定運行。

4結束語

無功補償裝置對于電力系統低壓電網的意義非常重大，由此也可以看出無功補償裝置在電力系統中的重要性。隨著近年來電力行業日新月異的發展，人類社會的用電量也在迅速增加，低壓電網也面臨很大的挑戰：如何提升低壓電網的功率因數，如何科學的運用無功補償技術，如何降低資源的浪費率。只有不斷的解決這些難題，才可以有效的推動我國電力企業更好更快的發展進步。

參考文獻

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