有关工厂供电系统无功补偿的探讨

1、约翰·迪尔（佳木斯）农业机械有限公司 孙艳丽 2、黑龙江省九三电业局荣军供电所 孙先琦 3、哈尔滨铁路局佳木斯车站 单玉明

随着社会经济的快速发展，能源的使用量和成本都在逐步增加，利用无功补偿可以有效降低电能在使用过程中的电网损耗，从而起到节能降耗的作用。为此，要及时掌握供电系统的功率参数，合理评价供用电过程中的电能利用程度，并了解电气设备的运行状态，利用无功补偿来提高供用电过程中的安全性，并降低电网中的无功网损和有功网损，确保供电系统的安全与稳定运行。

1 无功的产生

对于交流电路来说，在供用电的过程中会产生两种类型的电功率，即有功功率和无功功率。所谓有功功率，就是指电源在一定的时期内产生的瞬时功率的平均值，也就是负载电阻在电力供应中所耗费的功率。所谓无功功率，就是指电路中如果有电感或电容，那么电路就会在前期阶段将电能储存起来，以磁场能量的形式保存，并在后期阶段释放出来，从而达到了能量储存与转换的作用，再次将能量返还给电源。值得一提的是，无功功率的能量转换不会真正消耗能量，而是一种能量的交换与补偿。

在电力系统中，无功功率的作用是有限的，它不会对外做功，但它却能够完成电气设备的做功需要。只要电气设备中含有电磁线圈，就会形成磁场，也会对无功功率进行消耗。在利用无功功率时，首先需要电动机来建立一种磁场，并且要维持磁场的正常旋转，利用转子转动的方法来使机械设备转动，利用无功功率来形成一种转子磁场。除此之外，无功功率也是变压器运行过程中不可缺少的，它能够在变压器中的线圈内形成一种磁场，从而通过二次线圈的感应原理来完成变压过程，但不会吸合交流接触器。如果电网系统内有足够多的无功功率，那么用电设备的无功功率就会受到影响，从而造成用电设备无法顺利形成电磁场。在此情况下，用电设备就无法维持正常运行，从而也会降低设备端电压，限制了用电设备功能的正常发挥。

2 无功补偿的原则与类型

对于很多发电机来说，无功功率的供给都是有限的，一般无法充分满足电力负荷的需求。因此，需要在电网系统中设置必要的无功补偿装置，从而解决无功功率不足的问题，使用电设备能够正常地在额定电压下运转，这就是无功补偿在供电系统中的运行原理。

2.1 无功补偿的原则

在利用无功补偿时，需要遵循以下几个方面的原则：一是要进行电网的全面规划，使电网布局更加合理，并利用分级补偿的办法来实施无功补偿；二是在利用分散补偿时，还需要结合集中补偿的方法，但要以分散补偿为主要方法；三是要将高压补偿和低压补偿相结合，并且要将低压补偿作为一种主要的补偿原则；四是要充分发挥降损和调压的作用，并且要将降损作为主要的控制手段。

2.2 无功补偿的类型

2.2.1 固定投切这种方式在功率过低的情况下，会产生补偿不足的问题，并且功率因数通常偏低。但如果功率过高，就会出现补偿过量的情况，功率因素也会相应增高，从而形成电网中的电流倒供的问题。

2.2.2 延时投切这种方式也被人们称为一种静态补偿方式，利用接触器来实现投切，专用的接触器会通过一系列的动作抑制电容涌流，这种方式能够有效避免接触器的动作可能对电容器造成的损害，同时也可以避免防备电容在投切过程中产生的系统振荡问题。

2.2.3 瞬时投切这种方式也被称为一种动态补偿的方法，在利用半导体电力器件作用的同时，还充分利用了数字技术，通过脉冲信号来完成导通过程，实现了传统的接触器无法完成的控制过程。

2.2.4 混合投切这种方式是将多种补偿方式相结合，可以充分发挥各种补偿方式的优势，并且也拓宽了投切的应用范围，能够起到更好的补偿效果。

3 无功补偿的算法

在电力系统中，无功补偿会受到电力负荷的影响，也与功率因数有很大的关系。在计算补偿量时通常会采取以下几种方法：

（在上述公式中，Q指的是补偿容量，P指的是平均有功负荷，cosφ1和cosφ2分别指补偿前后的目标功率参数。）

此外，补偿容量的计算还可以利用查表法，利用相关参考书和手册中的补偿容量表对其进行计算，从而根据相应参数值来确定补偿容量。还可以利用个别补偿的方法，利用单台电动机来完成个别补偿的过程，并且要在电动机空载的情况下再实施补偿过程，以防止过补偿导致的电机损坏，并要按照以下公式来计算补偿容量Q：

（在上述公式中，Q指的是补偿容量，Ue、Io分别指的是额定电压和空载电流。）

结语

在工厂供电系统中，利用无功补偿的办法可以提高功率因数，从而提高工厂的经济效益，也能够提高电能的利用效率，减少功率损耗和电能损耗。此外，还能够提高电力系统的供电质量，起到节能环保的效果，对于整个电网系统的运行都有着良好的促进作用。

[1]唐正杰.浅析工厂供电无功补偿[J].科技视界，2014.（13）.

[2]赵国柱.工厂供电系统无功补偿的探讨[J].黑龙江科学，2013.（05）.