配電網無功補償設備應用探討

祝習宇

摘 要：近年來，電力行業取得了較快的發展，配電網作為電網的最末端，直接與用戶相連，由于配電網無功功率存在著一定程度的損耗，所以需要通過合理的無功補償，從而確保電力系統能夠有效的維持在標準的電壓水平內，使有功網損得以降低，確保網絡輸送容量的提升，降低發電成本，所以需要選擇科學合理的無功補償配置方案，確保無功補償設備的合理布局和配置。文中分析了無功補償設備的合理配置原則，并進一步對配電網無功補償現存的幾個問題進行了具體的闡述。

關鍵詞：配電網；無功補償；配置原則；應用

1 無功補償設備的合理配置原則

電網在運行過程中，各級網絡及輸配電設備都會消耗一定數量的無功功率，而所消耗的無功功率數量配電網占有較大的比例。所以需要科學合理的對無功補償設備進行配置，從而減少無功功率傳輸過程中的所產生的損耗，在配置時可以采用分級補償及就地平衡的原則進行合理布局和規劃。

1.1 總體平衡與局部平衡相結合

城鄉電力網在運行過程中，要確保其無功電力達到平衡，則不僅需要確保縣組電網的無功電力處于平衡狀態，而且分站和分級的無功電力也要滿足平衡的原則，確保無功電源布局的合理性，這樣就會實現無功電力的就地平衡，避免出現無功電力過剩的情況。一旦無功電力過剩，則其導致電力向外輸出，電壓偏高，而一些電路上的無功電力則會減少，導致電壓下降，這種情況下，無功電力則會向上進行索取，從而導致不同分區之間的無功電力的長輸送和交換，增加電網損耗。所以在對無功補償設備進行總體規劃時，需要以總體平衡作為基礎點，合理對各個布局的補償方案進行優化，確保實現補償效果的最佳狀態。

1.2 供電部門補償與用戶補償結合

在城鄉電網運行過程中，無功功率的消耗量，用戶占百分之五十至六十的比例，而其余的無功功率則消耗在輸配電網絡當中，所以對于無功功率在補償，單純就用戶進行補償或是單純對輸配電網絡進行補償都達不到補償的效果，所以為了確保無功功率在網絡中輸送量的減少，則需要由供電部門和用戶來對其共同進行就地補償，就地平衡。

長期以來，在很多地區實際的電力無功補償中，往重慶只單純對用戶進行補償，對于供電網絡雖然裝設了補償設備，但為了怕出事故，避免麻煩，則不使其投入運行，補償設備利用率處于一個較低水平，補償效果較差。而另一部分地區只對供電部門進行補償，而不對用戶進行無功補償。這兩種補償方式的存在，都無法保證電網無功電力的平衡，所以在進行無功補償時，需要根據整個電網對無功電力總的需求來充分的發揮供電部門和用戶的積極性，確保無功電力補償的平衡。

1.3 分散補償與集中補償相結合，以分散為主

由于無功補償具有自身的特點，不僅需要考慮到總體上的平衡，而且還要確保局部補償的實現，同時在對用戶進行補償的同時，也需要對輸配電線路進行補償，這就決定了補償方式的選擇，不僅需要采取分散補償，而且還要集中進行補償，而且二者還要有效的結合在一起，才能確保補償的效果。

目前在農村電力網中采用的集中補償和分散補償相結合的原則，集中利用在變電站內裝設容量較大的電容來實現集中補償，而分散補償則是在配電網絡中各個負荷區內進行無功補償。之所以需要集中補償與分散補償相結合，是由于變電站內的集中補償只是對變壓器本身的無功損耗進行補償，只是對變電站以上的輸電線路的無功電力進行減少，使供電網絡的無功損耗得以降低，但用戶所需要的無功電力則仍需要由變電站以下的配電線路進行輸送，這就必然存在著一定的無功損耗產生，所以還需要利用分散補償來有效地降低線損的發生。特別是在當前的城市電力網中，配電網線損所占總網線損比例較大，所以采取分散補償具有必然性，只有充分的利用分散補償，才能確保配電網內的無功線損得以很好的降低，確保城鄉電力網線損率的下降。

1.4 降損與調壓相結合，以降損為主

利用并聯電容器進行無功補償，其主要目的是為了達到無功電力就地平衡，養活網絡中的無功損耗，以降低線損。與此同時，也可以利用電容器組的分組投切，對電壓進行適當的調整，但這只是并聯電容器補償的輔助目的。在一般情況以降損為主，調壓為輔。

對于某些樞紐性變電站或者電壓水平經常偏低的變電站，有時需要裝設容量較大的電容器組，以控制網絡的無功潮流和改善電壓水平。其最終目的也是為了達到無功電力平衡，以提高電網的安全經濟運行水平。

2 配電網無功補償現存的幾個問題

2.1 補償方式問題

目前在電網補償中，更多時候都將補償放在用戶側來進行，只對用戶側的功率因數進行補償，但這種補償方式并不能有效的降低電網整體的損耗的降低。在用戶側無功補償時往往是增加補償箱的設置，這對于降低損耗是有一定幫助的，但由于沒有對無功潮流進行具體的計算，所以無法確保補償設備的最優化配置，各點補償量和補償方式無法達到最優化，不能有效的發揮資金的經濟效益。所以通過長期的實踐經驗，在對配電網進行無功補償時，可以在配電變壓器的低壓側進行裝設無功補償裝置，從而確保分散和就地補償的實現。

2.2 諧波問題

諧波的產生不僅會導致電網受到污染，而且還會影響電網運行的可靠性。對于諧波的控制，可以通過電容器來進行，因為電容器對于高頻諧波污染具有良好的濾除作用，而且抗諧波能力也較強，但一旦諧波含量較大時，則會影響電容器的使用壽命，導致電容器受到不同程度的破損。這就需要在具有較大諧波及需要進行無功補償的地點需要加設濾波裝置，否則會導致一些補償設備受到不同程度的損壞，所以需要在進行無功補償設計時充分的考慮到諧波的存在及治理問題。

2.3 無功補償容量選擇問題

過補償會造成無功倒送，這是電力系統所不允許的，因為它會增加線路和變壓器損耗，加重線路負擔。采用固定電容器補償方式的用戶，在負荷低谷時，可能造成無功倒送。對于接觸器控制的補償柜，補償量是三相同調的，在三相負荷不對稱的情況下。就可能造成無功倒送。對于晶閘管控制的補償柜，雖然三相的補償量可以分調，但是很多廠家為了節約資金，只選擇一相做采樣和無功分析。于是至于選擇補償方式時，應充分考慮這一點。

2.4 電壓調節方式的補償設備帶來的問題

有些無功補償設備是依據電壓來確定無功投切量的，這有助于保證用戶的電能質量，但對電力系統而言卻并不可取。因為雖然線路電壓的波動主要由無功量變化引起，但線路的電壓水平是由系統情況決定的。當線路電壓基準偏高或偏低時，無功的投切量可能與實際需求相去甚遠，出現無功過補或欠補。

3 結束語

在電網運行過程中，配電網的無功補償是必需重點考慮的一個問題，在實際補償工作中，需要根據系統的特點來對補償設備進行合理的配置，確保補償方案的科學性和合理性，確保補償的效果能夠達到預期的要求，減少配電網損耗的發生，確保配電網運行經濟效益的實現。

參考文獻

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