無功補償電氣裝置在電網中的應用分析

廣東歐姆龍電力工程有限公司 王永權

無功補償電氣裝置在電網中的應用分析

廣東歐姆龍電力工程有限公司 王永權

【摘要】科技的發展使我國電力應用到各個領域起到了推進作用，但是，隨之而來的問題也是越來越多，尤其是電網功率的輸出控制問題上更為明顯。本文根據無功補償的概念簡述、無功補償的基本原理，詳細解析了怎樣改善電壓的質量以及減少電能的耗費，并對電網中如何采取有效的無功補償方法進行了探索，希望能提高電能的節約量和電壓的質量。

【關鍵詞】無功補償；電網；應用

隨著現代城市化進程的不斷加快，城市的建筑設施也越來越多，供電設備連接的地方也越來越遠。在城市的用電過程，城市居民的用電量在不斷增加，在供電電網中安裝無功補償裝置成為了供電企業要首要解決的問題。如果在供電電網中無功功率太大或是功率不足，則會產生供電電壓嚴重不穩的情況，很容易造成供電電網電力不足的問題，；另外，出現供電電壓不穩的情況會加快供電機器原件的損壞，造成大規模的停電事故，影響城市居民的用電。在電網中安裝無功補償裝置能夠有效的提高有功功率的使用率，保證居民和企業的用電安全。

一、無功補償的概念簡介及其基本原理

（一）無功補償的概念簡述

無功補償是無功功率補償的簡稱，它主要是在電網中達到提高功率的作用，減少輸送電設備的損壞，提升電網的供電效率，使供電環境得以改善。因此，無功補償裝置是提高電網用電功率的步驟之一，怎樣合理安裝無功功率補償裝置，是減少電網中電能損耗的有效途徑，進而提高電網供電質量；相反的，則會造成大幅度的電壓波動，對電網的供電產生不良影響。

（二）無功補償的基本原理

無功補償的原理是有電網輸出的功率決定的。電網輸出的一種功率為有功功率，只是將這一部分功率主要是將電能轉化為熱能或化學能的過程，并通過做功的方式直接消耗電能；另一種功率叫做無功功率，這一部分功率只是將電能轉變為另一種能，并不做功，所以，也就不產生電能的消耗。在城市電網中，有功功率和無功功率都需要功率的平衡，因此，在電網中安裝無功功率補償裝置是提高城市電網輸電量的重要環節之一。

二、無功補償裝置在電網中的應用

（一）投切開關

投切開關是整個無功功率補償裝置中最容易損壞的部件，是無功功率補償裝置最應該保護的的零件，當前的投切開關主要有接觸器式投切開關、晶閘管式投切開關、復合式投切開關這幾種。由于隨著時代的進步和發展，前兩種投切開關的使用性能已經不能滿足現代人們的需求，漸漸的不被人們使用了，第三種符復合式的投切開關成為現在無功功率補償裝置中首選的開關。

這種開關在無功功率補償裝置中能夠準確的對電網中出現的問題進行反饋，及時的進行投切，例如：出現電壓故障、自珍故障時，投切開關會做出相應的反應，還能進行對供電電網進行空載保護、停電保護等并且復合式投切開關具有能耗小的特點，進一步的降低了電能的損耗，保障復合式投切開關的正常運行對整體的電網起到保護作用。

（二）無功補償控制器

無功功率補償控制器相當于人的大腦，他在無功補償裝置中扮演指揮者的角色。在電網供電過程中，控制器通過對電網中的電壓和電流進行檢測，并實時采集電壓與電流的數據，通過無功功率補償裝置的中央處理系統進行運算，運算結束之后以最快的速度反映給投切開關，并加以控制開關的張合，讓開關在合適的時間投切，避免因為電流不穩或電壓問題對電容器組造成器件損壞，間接的影響電網中無功功率補償裝置的工作效率。

無功補償的控制開關類型是多種多樣的，為了確保控制器在電網中能夠正常的監測、采集、通信等方面的數據，對電網的供電質量起到保護作用。因此，在挑選控制器時候要注意的有：控制器的時間必須準確無誤；在試用產品的過程中要觀看TV變比是否出現差錯；通信的頻段是否穩定；對于投切值的設置是否正確；對電網中電器的保護條件是否限制準確，符合以上條件的控制開關，能夠對無功功率補償裝置的長久使用起到保護作用。

（三）補償所用的電容器

電容器是無功補償裝置中的重要組成部分，為了讓無功補償裝置可以長期使用和運行，就必須使用質量良好的電容器。在電容器與電力系統接通后，一般都是在滿載的狀態下運行，一旦遇到電壓不穩或者是頻率產生波動，荷載才會發生變動。因此，在選擇無功補償電容器的時候，要遵循以下幾點要求：

第一，投切開關的電流與電容器的電流要保持一致，避免出現由于額定電流出現差異導致的設備損壞，影響無功功率裝置的正常運行。

第二，電容器的連接線要保證能夠承受住額定電流的需要，以保證投切開關和電容器正常工作，減少發生停電意外的幾率。

第三，無功功率裝置與電容器的連接線要保證固定完整，連接牢固，檢查電線是否有其它電線粘連，防止短路現象出現，縮短電容器的使用壽命，對電網的輸供電產生影響。

三、無功補償裝置在電網中的作用

在現在的電網中合理的加入無功功率補償裝置，進行電網的無功功率補償，對改善電網中的電壓質量，減少電能損耗、提高電力的輸出，減少設備的損壞，減低用電戶的電費具有重要作用。

（一）改善電壓質量

合理的安裝無功功率補償裝置在電網之中的位置，能夠提高電網供電電壓的質量，起到穩定電壓，保護供電網線路不被損壞并且能夠正常輸電；另外，電壓質量的提高，還能夠對整個供電設備起到保護的作用，延長供電設備的使用壽命，增加電網供電的可靠性和安全性

（二）減少電能損耗

在電網中，當有功功率恒定的時候，電流與功率因數是成反比的，安裝上無功功率補償裝置之后，功率因數得到顯著提高，使電流減少，能在一定程度上降低投資成本，對供電企業的經濟效益產生直接的影響，說明無功功率補償裝置在電網中的安裝是非常有必要的。

（三）提高變壓器的出力

在電網中安裝無功功率補償裝置，能夠對供電設備起到保護作用，主要體現在以下幾方面：

其一，發電機可以減少無用功的發功功率，多做有用功，提高供電設備的出力；其二，供電設備在發功的時候，有用的功是一定的，經過無功功率補償裝置的補償作用，減少了供電設備所發的無用功率，壓縮了變壓器的容量，進而節約了成本；其三，因為變壓器的容量恒定，變壓器就可以更多的發出有功功率。

（四）減低用電戶的電費

在用電量比較大的地方，無功功率補償裝置能夠把用電戶損耗的有功功率轉化為無功功率，以此減低電能的損耗；降低用電戶用電過程中因為電力因數不足而受到電力部門的處罰。以此避免用戶用電量的大規模增加，既浪費了電能又增加了日常的電費支出。

四、結束語

在城市電網中使用無功功率補償裝置，能夠有效的提高用戶的用電質量。對于企業來說，無功功率補償裝置是企業降低電能的損耗、節約能源，減少用電成本、提高企業經濟效益的重要舉措，用電量大的企業應該大力推廣無功功率補償裝置在企業中的應用范圍；對于城市中的供電企業來說，用戶方面反饋回來用電功率因數的大小，將直接性的影響電網功率的使用耗費和電能浪費，電能損耗數據間接的會影響到整個地區的供電質量。為此，要合理的在電網中安裝無功功率補償裝置，以期達到節省電能，保證供電質量的目的。

參考文獻

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