電網(wǎng)的無功補(bǔ)償探討

摘要：由于無功補(bǔ)償對(duì)電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要作用，因此無功補(bǔ)償是電力部門和用戶共同關(guān)注的問題。本文主要介紹了無功補(bǔ)償?shù)呐渲迷瓌t，補(bǔ)償容量的配置、補(bǔ)償設(shè)備以及補(bǔ)償方式。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)無功補(bǔ)償 配置原則 補(bǔ)償容量 補(bǔ)償方式

1 電網(wǎng)無功補(bǔ)償概述

無功補(bǔ)償，就是借助于無功補(bǔ)償設(shè)備提供必要的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量。由于電網(wǎng)中的負(fù)荷大部分均為感性負(fù)荷，再加上電網(wǎng)中的各級(jí)變壓器和線路也為感性，因此電網(wǎng)必須進(jìn)行無功補(bǔ)償，在電網(wǎng)中的適當(dāng)位置裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置成為滿足電網(wǎng)無功需求的必要手段。

2 電網(wǎng)無功補(bǔ)償配置原則

對(duì)電力網(wǎng)無功功率消耗的基本情況進(jìn)行分析，各級(jí)網(wǎng)格和輸配電設(shè)備均需消耗一定數(shù)量的無功功率，特別是配電網(wǎng)占據(jù)了較大的比例。為使無功功率的傳輸損耗盡可能將至最低，使輸配電設(shè)施的效率的以提升，應(yīng)該秉承“分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”的原則，科學(xué)的布置無功補(bǔ)償設(shè)施。

2.1 總體平衡與局部平衡相結(jié)合，以局部為主

一是應(yīng)該使整個(gè)縣局電網(wǎng)的無功電力保持平衡狀態(tài)，二是應(yīng)使變電所、10 kV配電線路的無功電力保持平衡狀態(tài)。若不科學(xué)地設(shè)置補(bǔ)償?shù)奈恢眉捌淙萘俊o功電源，局部的無功電力就無法達(dá)到平衡，從而導(dǎo)致各個(gè)分區(qū)間無功電力出現(xiàn)交換及長途輸送，加大了電網(wǎng)的電能及功率的損耗。

2.2 電力部門補(bǔ)償與用戶補(bǔ)償相結(jié)合

在配電網(wǎng)絡(luò)中，用戶大概能夠消耗50％～60％的無功功率，配電網(wǎng)消耗了其余的無功功率，所以，為使無功功率在網(wǎng)絡(luò)中的輸送盡可能的降低，需進(jìn)行就地補(bǔ)償及平衡，因此，用戶及電力部門一定要由一起進(jìn)行補(bǔ)償。

2.3 分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合，以分散為主

集中補(bǔ)償是在變電所集中安裝大容量補(bǔ)償電容器。分散補(bǔ)償，即在配電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用戶的用電設(shè)施、配電變壓器和配電線路等分散的負(fù)荷區(qū)進(jìn)行的無功補(bǔ)償。集中補(bǔ)償主要是對(duì)主變壓器自身的無功損耗進(jìn)行補(bǔ)償，使供電網(wǎng)絡(luò)的無功損耗，以及變電所以上輸電線路的無功電力減少，但無法減少配電網(wǎng)絡(luò)的無功損耗，由于用戶所需的無功通過變電所以下的配電線路向負(fù)荷端輸送，因此，一定要明確無功功率的發(fā)生部位，以便于進(jìn)行補(bǔ)償，從而減少線損。必須將分散補(bǔ)償作為中、低壓配電網(wǎng)的主要工作。

2.4 降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主

通過并聯(lián)電容器來完成無功補(bǔ)償，其主要是為了滿足無功電力的就地平衡，使線損及網(wǎng)絡(luò)的無功損耗降低，同時(shí)還能采用電容器的分組投切的方式，在一定程度上調(diào)整電壓，這是補(bǔ)償?shù)妮o助目的，正常情況下的工作主要以降損為主，調(diào)壓為輔。

3 無功補(bǔ)償容量配置

根據(jù)無功分層分區(qū)平衡的原則，下式可用以計(jì)算局部電網(wǎng)所需增加的電容器容量：

式中：Qc——所需增加電容器容量，kvar；PL——局部電網(wǎng)實(shí)際最大負(fù)荷，kW；cosφ1——無功補(bǔ)償前功率因數(shù)；cosφ2——無功補(bǔ)償后要求達(dá)到的功率因素。

4 無功補(bǔ)償設(shè)備

無功補(bǔ)償設(shè)施也就是電力系統(tǒng)內(nèi)的無功電源，其為了供給或吸收適度可變的無功功率，最大限度地減少通過線路的無功潮流。

4.1 并聯(lián)電容器和串聯(lián)電容器

并聯(lián)及串聯(lián)的電容器均屬靜電電容器，串聯(lián)電容器補(bǔ)償感性無功，并聯(lián)電容器補(bǔ)償容性無功，其與接入系統(tǒng)的方式相對(duì)應(yīng)，其中因?yàn)椴⒙?lián)電容器不需要太復(fù)雜的接線及操作方式，不會(huì)過多影響到可靠性能而被廣泛運(yùn)用，當(dāng)并聯(lián)電容器的諧波阻礙其工作時(shí)，串聯(lián)電容器方可啟用。但它不能帶電連續(xù)改變，只對(duì)固定無功進(jìn)行補(bǔ)償，因此需通過分組投切的措施進(jìn)行補(bǔ)償。

4.2 并聯(lián)電抗器

饋線分布電容能使輕載和空載線路升高而超出規(guī)定的范圍，尤其是現(xiàn)在城網(wǎng)改造后，市區(qū)走線絕大部分為電纜，分布電容較一般架空線路超出十倍甚至更多，此情況尤為嚴(yán)重，必須采取措施加以控制。并聯(lián)電抗器可以產(chǎn)生感性無功，平衡線路上多余的容性無功，在對(duì)電壓的控制上極具優(yōu)越性。并聯(lián)電抗器結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，具有穩(wěn)定的性能，且價(jià)格適宜。

4.3 靜止無功功率補(bǔ)償器

對(duì)補(bǔ)償裝置的無功功率進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)屬于靜止無功功率補(bǔ)償器的一大特點(diǎn)。其構(gòu)成為固定電容器(FC)閘管控制電路控制電抗器(TSC)，對(duì)TCR中的晶閘管的觸發(fā)延遲角進(jìn)行調(diào)節(jié)來完成連續(xù)調(diào)節(jié)。

5 無功補(bǔ)償方式

利用電抗器或電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，但其帶來的效果隨著接入電網(wǎng)的方式的轉(zhuǎn)變而發(fā)生改變，以下是配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償方法：

5.1 變電站集中補(bǔ)償：接于匯流母線上的無功補(bǔ)償方式，它通過母線上的無功負(fù)荷直接對(duì)電容器的投切進(jìn)行控制。

5.2 低壓集中補(bǔ)償：也叫做分組補(bǔ)償，是按照用戶地的負(fù)荷中心，對(duì)補(bǔ)償裝置進(jìn)行分組，并裝設(shè)于具備較低的功率因數(shù)的村鎮(zhèn)終端變、配電所高、低壓母線上，以及車間配電室或變電所分路出線上。

5.3 線路無功補(bǔ)償：是在配電線路上的某一架桿上安裝補(bǔ)償設(shè)備的方式。

5.4 用戶終端分散補(bǔ)償：又稱個(gè)別補(bǔ)償或隨機(jī)補(bǔ)償，通過控制，保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切，既能提高線路的功率因數(shù)，又能改善用電設(shè)備地電能質(zhì)量。

6 結(jié)束語

通過本文對(duì)無功補(bǔ)償?shù)慕榻B，讓大家了解了無功補(bǔ)償對(duì)電網(wǎng)的重要性，為了作好降損節(jié)能的作用，改善電能的質(zhì)量，提高輸變電設(shè)備的有功出力，使電氣設(shè)備在最佳經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下用運(yùn)行，使有限的電力更好的為社會(huì)主義建設(shè)事業(yè)服務(wù)，做好無功補(bǔ)償工作勢在必行。

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