无功补偿技术在低压电网中的应用

倪文强

摘要：无功补偿技术不仅可以很好的提升供电系统电网的功率参数，还可以有效降低电力变压器及输送线路的消耗。因此本文对无功补偿技术在低压电网中的应用进行分析和探讨。

关键词：无功补偿技术;低压电网;应用

1无功补偿的具体特征

1.1低压电网无功补偿原理

非线性电力设备基于电磁感应原理在低压电网中运行，在能量转换的过程中建立交变磁场、生成感性负荷，在一个周期内完成功率的吸收与释放。在此过程中，电源能量依靠无功功率的形式进行电能转化，在负荷与电源间做周期性往复转换运动。当电流在配电网中对电感元件做功时，将会导致电流比电压超前90°C;当其对电容元件做功时，将会使电流较电压滞后90°C，导致电流与电压出现不同相。在同一电路内，电感电流与电容电流的相位相差180°C，倘若选取无功补偿装置安装在电磁元件电路中，可以促使两种电流相互抵消，使电流、电压矢量夹角显著减小，从而有效优化电网做功性能。

但在运用无功补偿技术时需克服以下三项问题：（1）电网容量不足问题，在用电高峰期极易产生有功负荷、无功负荷缺额情况，造成局部电压不稳，影响电网整体运行效果;（2）技术与设备的缺陷，例如在含有真空断路器的线路中，在合闸时易产生瞬时过高电压，无法起到无功补偿作用;（3）单一化配置模式，难以结合负荷特性选取适合配置方法，对此还需进行控制设备、保护设备的合理选择，以此提高设备利用率。

1.2无功服务的特点

1.2.1分析较为繁琐

在商业化运行的电力系统中，电力设备运行产生的电压由各参与者一起承担，使用者与发电厂都要清楚自己电压数值和功率因素的限制条件，并且无功调整过程中受到地域因素的影响较大，所以无功运行出现的问题比有功运行出现的问题要繁琐得多。

1.2.2来源多种多样

有功运行状态下功率仅由发电机提供，无功运行状态下的功率不仅来源于发电机，还来源于静止无功补偿器和调节器，输电电路设备也可以产生。

1.2.3控制较为分散

频率控制需要进行有功平衡，电压控制时需要进行无功平衡。单频率与全网的有功平衡有关，在全国范围内具有统一性。但是电压的节点有一定区别，与该节点的电压控制有直接联系。

1.2.4受到地域因素的影响

只有发电和受电之间具有较大电压差，才能实现远距离输送无功。这种方式容易出现有功功率的消耗，产生较大的资金流出。因此，无功功率受到地理因素的影响较大，在远距离传输时有很大的难度。

2无功补偿技术对低压电网功率因数的影响

2.1设备耗用无功功率

功率因数之所以会影响低压电网，主要在于低压电网在运行过程中会产生无功功率。为了减少不必要的浪费，可以通过无功功率补偿技术有效的保护电力系统。一般情况下，提升低压电网功率因数与无功功率补偿技术是相反的。电力变压器在运行过程中消耗的无功功率主要为空载无功功率。为了避免这一现象发生，就需要改善电力系统的功率因数;异步电动机与电力变压器相似，但是异步电动机还会受到负载无功功率的影响。因此必须避免空载和负载这两种运行状态。

2.2供电电压超出一定的规范

低压电网中的供电电压的功率因数会很容易超出规范，从整体而言，不规范的行为首先是要看供电电压是否低于电压规定的标准值。就此来看，低压电网中的功率因数也会相应有所提升，并且还会受到低压电网设备能否正常运行的制约，进而出现电力系统的供电电压波动较大、制约异步电动机的情况发生。其次，供电电压高于电压标准值，这种情况可以分为高于标准值10%和高于110%（最高值）这两种情况。如果供电电压高于电压的标准值，低压电网的无功功率也会随之增加，超出最高标准值，低压电网的无功功率也会上升35%左右，以此可以看出供电电压规范性的重要性。

3无功补偿技术对低压电网功率因数的补偿策略

3.1无功补偿技术的配置

当前阶段，社会的生产生活中用电量也在逐渐上升，低压电网配置的用电设备大多会增加无功功率，进而使得电网因数急剧下降，造成了电力资源的不必要的浪费。所以，为了保障电力系统的稳定运行，应该大力运用无功补偿技术。这种技术不仅可以有效的减少电能的损耗，还可以提升低压电网的功率因数。在补偿技术的实际运用中最好的方式就是分级补偿、就地补偿，这些调整方式都符合无功补偿技术的基础原则。除此之外，无功补偿装置在进行配置时，要对其低压电网的全部功率因数进行不断的调节和试行，不断调整整体和局部，使设备的整体功率因数能够更好的协调，以免发生总体功率因数低，但局部功率因数高的情况，所以無功补偿技术的价值和运用显得更加重要。为了更好地在电力系统整体过程中采用无功功率补偿技术，要在无功电流现象的配电变压器上安装无功补偿装置，实现对低压电网的局部补偿价值。

3.2无功补偿技术的运用方法

无功补偿技术的运用想要实现更好的实效性，需要了解无功补偿技术的运用方式，以此掌握无功补偿技术。无功补偿技术需要要选择合适的无功补偿的容量才能提升电网的功率因数以及保障电力系统安全稳定的运行。首先可以采用单负荷就地补偿容量选择法，主要对经验系数进行确认，然后对功率因数进行相应的提升，不断的实践，选择恰当的方法，确定适当的补偿值，使功率因数得到最大的提升。其次，还可以用多负荷就地补偿容量选择法，对无功补偿前、后的功率因数进行计算，然后确认对无功补偿的适用量，不过此种方式不适用于负载变化波动较大的低压电网。

3.3无功补偿的各项原则分析

在电力系统低压电网中的运用无功补偿装置是需要遵从其中的各项原则，以此保障无功功率的质量和效率。无功补偿技术遵循的原则主要有以下三种：第一种是同设备补偿原则，此原则主要适用于低压电容器组合电动机和设备的连接中，以此保障更好的降低电能的损耗率及保证整个低压电网的供电效率。第二种是电容器补偿原则，这个原则主要适用于相关工作人员，在实践过程中就需要将设备保险连接到配电变压器中，以此达到运用电容器来补偿变压器的目的，减缓电力资源的损耗程度。第三种是随时补偿原则，将无功补偿投切装置的合理运用，达到保护的作用，这样的保护装置可以在大幅度稳定低压电网供电的稳定运行。

4结束语

无功补偿装置对于电力系统低压电网的意义非常重大，由此也可以看出无功补偿装置在电力系统中的重要性。随着近年来电力行业日新月异的发展，人类社会的用电量也在迅速增加，低压电网也面临很大的挑战：如何提升低压电网的功率因数，如何科学的运用无功补偿技术，如何降低资源的浪费率。只有不断的解决这些难题，才可以有效的推动我国电力企业更好更快的发展进步。

参考文献

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