無功補償技術的發展及意義

于東民 沈陽職業技術學院

1 國內外無功補償技術的發展和現狀

設置無功補償電容器是補償無功功率的傳統方法，目前在國內外均獲廣泛應用。電容器與網絡感性負荷并聯，以并聯電容器補償無功功率具有結構簡單、經濟方便等優點，但其阻抗是固定的，故不能跟蹤負荷無功需求的變化，即不能實現對無功功率的動態補償。

隨著電力系統的發展，要求對無功功率進行動態補償，從而產生了同步調相機(Synchronous Condenser--SC)。它是專門用來產生無功功率的同步電機，在過勵磁或欠勵磁的情況下，能夠分別發出不同大小的容性或感性無功功率。自20世紀2、30年代以來的幾十年中，同步調相機在電力系統中作為有源的無功補償曾一度發揮著主要作用，所以被稱為傳統的無功動態補償裝置。然而，由于它是旋轉電機，運行中的損耗和噪聲都比較大，運行維護復雜，而且響應速度慢，難以滿足快速動態補償的要求。

20世紀70年代以來，同步調相機開始逐漸被靜止型無功補償裝置(Static Var Compensator--SVC)所取代，早期的靜止無功補償裝置是飽和電抗器(Saturated Reactor--SR)型的，1967年英國GEC公司制成了世界上第一批該型無功補償裝置。飽和電抗器比之同步調相機具有靜止、響應速度快等優點；但其鐵芯需磁化到飽和狀態，因而損耗和噪聲還是很大，而且存在非線性電路的一些特殊問題，又不能分相調節以補償負荷的不平衡，所以未能占據主流。

電力電子技術的發展及其在電力系統中的應用，將晶閘管的靜止無功補償裝置推上了無功補償的舞臺。隨著電力電子技術的進一步發展，20世紀80年代以來，一種更為先進的靜止型無功補償裝置出現了，這就是采用自換相變流電路的無功補償，有人稱為靜止無功發生器(Static Var Generator--SVG)，也有人稱其為高級靜止無功補償器(Advanced Static Var Compensator--ASVC)或靜止調相器(Static Condenser--STATCON)。

2 無功補償的意義和作用

電力系統的無功補償與無功平衡，是保證電壓質量的基本條件。有效的電壓控制和合理的無功補償，不僅能保證電壓質量，而且提高了電力系統運行的穩定性，充分發揮了經濟效益。

電力用戶的功率因數應達到下列規定：高壓供電的工業用戶和高壓供電裝有帶負荷調整電壓裝置的用戶，功率因數為0.90以上；其他100KVA（KW）及以上電力用戶和大、中型電力排灌站，功率因數為0.85以上；躉售和電業用電，功率因數為0.80以上。而配電線路中流動的無功功率造成的有功損耗所占比例很大，因此在10KV配電網中進行無功補償，對降低網損具有十分重要地作用，是非常必要的。

線損率是電業部門的重要經濟技術指標。降低線損是節省電能的重要措施。

當線路輸送的有功功率和電壓不變的情況下，線路的有功損失與功率因數的平方成反比。提高功率因數也就是說降低無功傳送就能使線路損失大幅度下降。無功補償的實質就是要避免或盡量減少這些無功在輸電網絡重傳傳送，設法就地設立無功電源，比如安裝并聯電容器，裝設調相器等，用來提供用戶及配、變電元件對無功的需要，減少電力在傳輸過程中的線損。

無功補償的作用主要有以下幾點：

（1）提高供電系統及負載的功率因數，降低設備容量，減少功率損耗；

（2）穩定受電端及電網的電壓，提高供電質量。在長距離輸電線路合適的地點設置動態無功補償裝置，還可以改善輸電系統的穩定性，提高輸電能力；

（3）在電氣化鐵道等三相負載不平衡的場合，通過適當的無功補償可以平衡三相的有功及無功負載。

3 無功補償與電壓調整的關系

電壓是電能質量的重要指標之一，電壓質量對電網穩定及電力設備安全運行、線路損失、工農業安全生產、產品質量、用電單耗和人民生活用電都有直接影響。無功電力是影響電壓質量的一個重要因素，電壓質量與無功是密不可分的，可以說，電壓問題本質上就是無功問題。解決好無功補償問題，具有十分重要的意義。

在線路上加裝電容器進行無功補償,可以減少線路輸送的無功功率,則電壓損失將有所下降,因此改善了電力網和用戶的電壓質量。從而保證系統中各負荷點的電壓在允許的偏移范圍內。

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