浅析电力系统无功补偿方式的实施措施

黄薪蓉 夏晖

【摘要】电网无功平衡是保证电压稳定的基本条件，由于电力系统中无功功率的发、供、用呈现强烈的分散性，无功功率只有在分层、分区、分散合理平衡的基础上，才能实现电网电压的合理分布和维持电网的稳定运行。无功补偿就是无功功率人工补偿，以提高供电系统功率因数。电力系统和电网中的无功补偿装置对于降低成本、降低线损以及提高效益等方面起着至关重要的作用。本文介绍了无功补偿的具体措施及实施中应注意的问题。

【关键词】无功补偿；补偿方式

一、无功功率的现状、产生原因的分析

目前，我国电力体制改革已经展开。投入市场竞争的一些政策和方针已经陆续实施。这些必将成为电力企业提高经济效益，追求利润最大的动力。厂网分开后，无功的费用支出，明确包含在供电企业的成本里。提高功率因数，降低无功功率的含量对供电企业的经济效益有现实意义。而欲讨论无功功率的补偿及在电力系统中的应用，必先分析其产生的具体原因及危害。由于三相交流电力系统中存在大量的感性负载，如电动机、电焊变压器、电弧炉等，而这些负载要消耗大量的无功功率，使供电电网向负载输出的有功功率减少，功率因数降低。而在此过程中，无论供电系统及电力系统都将增加额外的线损，对线路和设备的要求也无形增加，甚至缩短设备线路的寿命，降低供电能力和供电质量，增加了电能浪费，因而，无功功率的补偿势在必行。

二、无功功率补偿在供电系统及电力系统中的具体措施

供电企业首先要健全无功负荷管理体系，分级分层次地进行管理。要建立各相应的规章制度，并严格按制度开展工作。要开展无功负荷管理工作，在管理好有功负荷的同时，也要管理好无功负荷。在三相交流电力系统中，用作并联补偿的电力电容大都接成“△”形接法，其在工厂供电系统中的补偿方式大致分为：高压集中补偿、低压集中补偿及单独就地补偿。其区分方式是依据电容器组的安装位置划分，高压集中补偿将高压电容器组安装在变电所的高压母线上，主要用来补偿高压母线前的线路上的无功功率；低压集中补偿方式将低压电容器组安装在变电所的低压母线上，主要用来补偿低压母线前、变电所主变压器和高压配电线路及电力系统的无功功率，而其应用范围也相对高压集中补偿较广，在工厂及普通中小型用户应用最为广泛；就地补偿即单独补偿，是对单个设备进行并联电容无功补偿，虽然其补偿范围最大、效果最好，但是投资成本会随之增加。而在系统补偿装置的选择时，常常要综合使用多种补偿方式，最终达到最为经济合理的补偿目标。

（1）固定容量的电容器补偿装置：以往变电站的电容器均按固定容量配，其容量为变压器所需补偿的无功与负荷的和，达到规定的功率因数所需的补偿容量是一个随负荷变化的量，而实际的补偿容量却是一个固定的量，不能调节，这样在负荷变化较大，选择在低值补偿时，由于无功补偿量不足，在重负荷时为欠补偿状态，影响电压质量，电压降增大，线路损耗增加，效果不明显，选择在高值补偿时，则在轻负荷时会出现过补偿、无功倒送等问题。

（2）可自动调节容量的电容器补偿装置：可自动调节的电容器补偿装置以电力系统无功功率平衡为目标，在高峰、平峰、低谷不同时段，采取了高峰时段投入备用无功量，无备用无功量时降低主变压器电压，减少负荷的无功需求；低谷时段退出全部无功补偿量仍处于过补偿状态时；促进系统的无功平衡，同时也使电源线路无功功率潮流减到最小值，取得最佳降损效果。常用的无功自动调节装置从原理上可分为分组自动投切的无功补偿装置和调节电容器端电压的自动无功补偿装置两类。而工业用电中的电机等设备在其启动、运行及调速中均会有无功功率的产生，必须对其进行功率补偿。首先谈起动过程，目前晶闸管交流调压装置已经基本取代了传统的降压启动方式而得到了广泛应用，虽然基于晶闸管调压技术的软起动器启动过程平稳，但在启动过程中却会产生大量的谐波电流，对电机造成损坏，必须对其进行补偿；而在动态运行过程中则需要动态无功补偿装置发挥作用。

三、无功功率补偿过程中应注意的几个问题

（1）不能过补，功率过补偿因数的危害包括：电气设备及线路的功率损耗增加和母线及线路的电压过分升高。而防止過补，常采用将电气设备与专用设备共同控制的方法，即将电容器与电动机采用同一个断路器，电容器和电动机同时通断，从而达到电容器与电力与电力负荷同时增减的目的。（2）在就地补偿中，为了保证并联电容器可靠安全运行，达到高效节能的目的，在技术上应注意防止产生自励、过电压、系统谐波、检修触电等问题。（3）因无功补偿采用的电力电容器，容量较大，在电网停电时应先切除，送电后投入，以免给电网造成过大的电压降落及损坏线路、设备等。另外，电力电容器带电运行后，切除、检修之前，必须进行人为放电，以增加安全可靠性。

四、结语

无功补偿涉及到电网输出母线、变电所、用户母线及各种电气设备，最常用的无功补偿装置为电容器，而在无功补偿时又要同时考虑设备以及技术方面的各种问题，正确解决好投入成本与最佳方案之间的关系，实现系统最经济合理的运行方案，创造更高的企业效益。

参考文献

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[2]王梅义，吴竞昌，蒙定中.大电网技术（第2版）[M].北京：中国电力出版社，1995.

[3]刘介才.工厂供电[M].北京：机械出版社，2012.

作者简介：黄薪蓉（1970—），女，汉族，电气实验师，研究方向：电气技术方面教学；夏晖（1971—），女，汉族，副教授，研究方向：电工电子技术方面教学。