电力系统无功补偿及计量的相关探讨

邓子健（广东电网有限责任公司阳江供电局，广东阳江，529500）



电力系统无功补偿及计量的相关探讨

邓子健
（广东电网有限责任公司阳江供电局，广东阳江，529500）

摘要：随着我国经济水平的提高，用电量大幅度的增加。在电力系统中，无功补偿可以实现供电方式和供电效率的提高和完善，另外，无功补偿很大程度上影响电力系统中电能计量。本文主要阐述了在进行电能计量过程中容易出现误差的原因，并提出了无功补偿对电能计量准确性的重要性，从而保证电力系统的稳定运行。

关键词：电力系统；无功补偿；电能计量；影响

0 引言

在电力系统中，无功补偿能够增强电力系统的供电能力，保证供电质量、电压稳定和功率稳定，对提高电网供电效率起着重要的影响。由于无功补偿对电能计量的准确性具有重要影响，因此，使用无功电能的计量方式对电能计量进行精确的计量。

1 无功补偿的概述

无功功率的幅值作为能量交换的大小，代表电力系统中储能元件与电源间的最大交换功率。无功功率是实现电感设备正常运行的重要条件，在电力设备正常运行中，有功功率转化机械能或热能，无功功率则储存起来，无功功率是实现无功补偿的重要条件。

1.1无功补偿的意义

（1）能够改善电能质量

在电力系统运行中，电路中电能的损耗与有功功率、无功功率、线路的电阻成正比。因此，电路运用无功补偿后，无功功率降低，电能的质量提高。可用电压为：∆U=PR+QX×10-3（P-有用功率、Q-无功功率、R-线路的每相电阻、X-线路电抗、U-线路电压）。

（2）能够降低电力系统中的功率损耗

根据电流在输电线路中的损耗功率为：∆P=3I2R×10-3KW。其中，P为有功功率（KW）、I为输电线路中的电流（A）、R为线路中的每相电阻。由该公式可知，输电线路的损耗功率与电流的平方成正比，无功补偿可以减小负荷电流，从而降低输电线路的有功功率的损耗。

（3）能够提高电力系统的供电能力

电力系统向用户供电能力的大小与设备的额定电流有关，在视在功率一定的情况下，提高功率因数，从而提高有功功率，采用无功补偿可以有效的提高电力系统的供电能力。

1.2无功补偿的方式

（1）个别补偿

个别补偿方式适用于电力系统中供电电压较低的低压网络，可应用于容量较大的电动机。将电容器与电动机并联，可以替代控制系统，减少成本，提高了启动电压，从而缩短启动的时间。

（2）分组补偿

分组补偿方式是指将电容器安装变配电室的母线上，这种方式可以明显的提高电容器的利用效率，减少低压线路中电能的损耗。

（3）集中补偿

集中补偿结合了个别补偿和分组补偿方式，是将电容器安装在变电器的低压母线上，该方式可以有效的降低线路电能的损耗，实现电容器的安全运行，提高电能的利用率。

2 无功补偿对电能计量准确性的影响

2.1无功补偿对高压计量和低压计量的影响

当电力系统中的无功功率不能满足与当前系统的需求，用电设备就不能建立正常的电磁场。此时，用电设备的端电压下降，从而用电设备不能维持正常运行。为了避免这种情况的发生，保证用电设备在额定电压的情况下运行，就需要在电力系统中安装无功补偿装置来增加无功功率，保证电压质量，减少电能的损失。另外，无功补偿对高压计量和低压计量有影响，主要体现在电能计量的准确性上。

目前，用于电能计量的仪器主要是全电子式电能表和电磁感应式电能表，全电子式电能表利用电压变换组件的分散性、电流电压的大小、温度大小和频率等条件对电能计量的影响，能有效的分析负载基波和谐波的总功率，可以将正弦变化的电流和电压进行记录和分析。

在实际的电能计量工作中，无功补偿盘会使电能表出现电流为负值、反向有功功率和反向无功功率的现象，为了保证电能计量数据的准确，抑制谐波对计量产生影响，使用电费杠杆进行控制，采用分频技术计量基波和谐波的电能消耗，可以有效的提高电能计量数据的准确性。

2.2提高用电设备的功率因数

根据物理电能公式推论，电力系统运用无功补偿后，负载电流明显减低，输电线路的能耗明显下降。由于电力系统中不存在纯电阻，因此功率因数规定在0～1范围内，电力系统中的用电设备（变压器等）会产生大小不一的无功功率，输电线路存在一定程度的电能损耗，此时电容器提供无功补偿，提高系统的功率因数，功率因数大于0.9，电力系统达到稳定运行状态。电网系统功率因数提高，可以有效提高电能计量的准确性，使用户实际用量和电能计量相符。单纯从计量角度去说，功率因数的高低，对有功电能的计量精度影响不大，但从整个用电系统来说，功率因数提高了，既不过补，又不欠补，总用电电流就会相应减小，线路上的损耗电量就会减小，会节省一部分电能，有功表会少“走”一些。

图1 智能无功功率自动补偿控制器

2.3提高电力系统的供电能力

无功功率在电能计量过程中，通过提高电力系统的有用功率，提高其供电能力，从而保证用户的电能质量。无功补偿可以为电能计量提供良好的条件，在保证供电质量的基础之上，确保计量数据的准确性。无功补偿可以保证电能的供电质量，防止冲击和频率不同电流的影响，过滤掉输电线路中谐波的干扰，对线损干扰和电磁干扰有明显的抑制作用，提高了电能计量数据的准确性。

2.4补偿三相不平衡

补偿三相不平衡是通过负荷的需要和不同负荷状态存在不同的无功补偿，来达到三相不平衡补偿的实际需求的目的，该无功补偿方式对电能计量的准确性影响较大。电力系统出现三相不平衡现象时，会出现零序和负序的状况，通过无功补偿后，电力系统的负荷逐渐平衡。三相不平衡通过排除无功功率对输电系统影响，来保证电能计量的准确性，根据三相不平衡的无功功率的大小，选择合理的电容器，可以有效降低无功功率对电能计量的影响。

3 结语

随着我国电力事业的大力发展，对无功补偿进行探究显得越来越重要，我国电力设施经无功补偿方式优化后，电力系统能耗大幅度减低。目前，先进的用电负荷量电能计量方式逐渐取代传统的计量方式，无功补偿能够有效的利用无功功率，降低了电能的消耗，节约了供电部门的成本，无功补偿在一定程度上为电能计量提供了可靠的测量数据，保证了电力系统的正常运行。加强对无功补偿对电能计量的准确性影响的分析，可以有效提高电能的利用效率，

参考文献

［1］杨建云.无功补偿对电能计量的影响［J］.经营管理者.2013 （32）

［2］肖于欣.电力系统的无功补偿［J］.中国高新技术企业.2008 （17）

Discussion on reactive power compensation and measurement of electric power system

Deng Zijian
（Guangdong Power Supply Bureau Yangjiang Power Supply Bureau Yangjiang Guangdong，529500）

Abstract：With the improvement of the economic level of our country， the power consumption is greatly increased.In the power system，reactive power compensation can achieve the power supply mode and the efficiency of the power supply efficiency.In addition， reactive power compensation to a large extent affect the power system in power measurement.This paper mainly expounds the reasons for the error in the process of electric energy measurement，and puts forward the importance of reactive power compensation on the accuracy of power measurement，so as to ensure the stable operation of power system.

Keywords：power system；reactive power compensation；electric energy measurement；influence