浅谈无功补偿在配电系统中的应用

1.李延明 2.高 欣

1.河南省电力勘测设计院 2.郑州电力高等专科学校

1 无功补偿技术概述

无功补偿主要分为动态及静态两种方式。前者主要是根据负载情况安装固定容量补偿电容及电感，后者与前者不同，主要是随着感性或者容性变化，切换补偿电容容量、电感量等达到补偿目的。而其中动态补偿具有实时性、高效等特点，能够帮助改善和提高功率因数，且能够显著降低线路损耗。

目前，该项技术广泛应用于输电系统波阻抗补偿、负载无功补偿中。其在实践中能够连接并控制无功功率，根据实际情况第一时间做出反应，发出或者吸收无功功率，将系统中的独立的节点电压整合到一起，形成一个整体。在科学技术支持下，动态无功补偿发展相对成熟，在具体应用中，仅需要利用相关装置，较为方便，且可靠性很高，未来，将成为配电网络管理的必然选择。

2 常用的无功补偿技术

2.1 电容器补偿

电容器，顾名思义，就是一种储存电量的容器，利用其补偿无功损耗在无功补偿技术中占有重要的地位，而且很多补偿装置的选用都选择电容器。通俗来讲，就是将电容器中的电量通过不同的连接方式与配电台区的设备相互连接，补偿装置一旦发现设备出现损耗，就将电容器中的电量引入进来，补充电能的无功损耗。

2.2 智能无功补偿技术

近些年来，智能化技术和设备大量面世，也刺激了无功补偿装置的进一步发展，更重要的原因是由于电力企业的经营规模的扩大。以及我国电力设施和网络系统的建设规模愈加庞大，需要进行监控和补偿的设备和线路日益增多，普通的补偿技术和装置已经无法有效的满足现如今的需求，加上电力信息化管理的应用，使电力系统的运转效率愈来愈高，而且在不远的将来，电力能源的发展将进入更多的应用领域，电力能源的使用带给配电系统的压力更大，需要处理的信息数据更多，因此对待海量规模的配点设备以及输电线路的止损，必须要结合实时监控及时高效的补偿机制和稳定的补偿机制两者的共同作用，才能够有效的防止配电设备的大面积损耗、损伤，并提高设备运转的效率。

新式的智能无功补偿技术还包括智能的管理控制措施、监控设备运行状态、实时的通讯互连以及在配电台区形成标准化的作业单元等重要功能，这些功能不但保护了台区内的设备的安全和稳定运行，而且能够及时的发现损耗，最大限度的满足了节约电力能源的需求，一系列技术和功能的实现与应用，极大的提高了电力系统的综合处理和分析电力数据信息的能力，智能化管理得到了进一步的验证和落实，这对于电力行业的智能化发展意义重大。

3 无功补偿在配电系统中的应用

3.1 在固定滤波器、电抗器中的应用

为满足电源对无功电流和总谐波电流的要求，利用有源滤波器产生的与负荷条件下谐波电流相反的谐波电流，让两者相互抵消。这种无功补偿具有利用有源补偿的可控性、灵活性又有无源补偿大容量的特点，但是其形成的谐波会对设备造成一定的影响，而且运行过程中会产生较大的噪音。

3.2 安装投切电容器

投切电容器是用于无功补偿装置中的电容器，通过对电容器进行投切，改变无功功率，是无功补偿当中一个重要装置。该设备投资小。但是不适宜频繁使用，过于频繁使用会影响设备使用寿命。

3.3 对回路电流的无功补偿利用

固定滤波器来调节饱和电感器内部的磁能饱和程度这样可以对流入回路的感性电流继续逆向改变，最终达到无功补偿。在回路中产生的感性电流可以和滤波器发出的的容性电流进行相互抵消，进一步实现电流平衡，之后可以通过将滤波器和电抗器进行电压串联，对侧母线的电压进行一定程度上的降低，这样就可以实现无功补偿这的目的。

3.4 无功补偿中应注意的问题

在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功造成功率损耗增加，也是不经济的。功率因数越高，每千乏补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高到0.95就是合理补偿。

无功功率倒送是电力系统所不允许的现象，因为它会增加线路和变压器的损耗，加重线路的负担。虽然生产厂家都强调自己的设备不会造成无功功率的倒送，但是实际情况并非如此。因为对于接触器控制的补偿柜，补偿量是三相同调的；对于晶闸管控制的补偿柜，虽然三相补偿量可以分调，但是很多生产厂家为了节约成本，往往只选择一相做采样及无功功率分析。于是在三相负荷不平衡的时候，就有可能造成无功功率倒送。至于采用固定电容器补偿方式的用户，则可能在负荷低谷时造成无功功率倒送，这应引起充分注意。

总之，对配电网进行无功补偿，提高功率因数和保持无功功率平衡，是一项建设性的降损技术措施。目前，配电网的无功补偿容量一般是根据供电部门要求达到的功率因数来确定的，而不是依据用户用电时实际的节能效益、最佳电能质量、最小支付电费的经济功率因数来确定。通过对无功补偿技术的介绍，分析了适合于城市低压配电台区的无功补偿技术，对配电网无功补偿工作有着积极的促进作用。如何确定无功补偿设备的合理配置和分布，需寻找技术上和经济上的最优方案。

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