探究低壓電網的無功補償措施

陳曉健

【摘 ?要】無功補償對電網安全、優質、經濟運行具有重要作用，本文按照電網無功補償的基本原則，介紹了輸配電網中無功補償的作用、效果分析和補償方法，以達到改善功率因數、調整電壓及補償參數等作用。闡明了合理選擇無功補償方案和補償容量，能有效保證電網的電壓質量，提高發輸電設各的利用率，降低有功網損和提高系統的電壓穩定性。

【關鍵詞】電網;無功補償;電壓;電動機

1、電壓與無功功率的重要作用

控制電壓的穩定及調節無功功率是保證電力系統經濟、安全、穩定運行的重要方法。電壓是電能質量的重要標志，電網的電壓穩定程度是電力系統運行調整的重要指標之一，只有保證電網電壓的穩定，才能有效的保證各種用電設備取得最佳的工作效率。當電壓過高時，會對用電設備的運行帶來不良影響，影響設備生產產品的質量和產量，損壞設備;各種電氣設備絕緣會損壞，在超高壓輸電線路中還將增加電暈損耗;甚至會引起整個供配電系統崩潰，造成大面積停電。電壓降低時，會使電網中的有功功率損耗和能量損耗增加，過低還會危及供配電系統運行的穩定性。因此，作為負荷用電設備還是電力系統本身，都要求必須有穩定的電壓無功功率是保證電網電壓穩定和減少有功損耗的重要因素，它的產生是基本上不消耗能源的，但無功功率在輸電線路上傳送卻要引起無功功率和電網電壓的損耗，通過有效合理的對無功補償設備的配置，改善無功功率的分布可以有效的減少無功功率和電網電壓的損耗

2、何為無功補償及電網無功補償的基本原則

電網傳送的功率分為有功功率和無功功率。直接消耗電能，把電能轉變為機械能、熱能、化學能或聲能，利用這些能作功的這部分功率稱為有功功率;不消耗電能，只是把電能轉換為另一種形式的能，這種能作為電氣設備能夠作功的必備條件，并且在電網中與電能進行周期性轉換，這部分功率稱為無功功率。無功功率的傳送同樣需要電流來完成，這樣就會增加線路上的功率損耗，引起發熱，增加線路末端電壓降。

電網中的電力負荷主要是電動機、變壓器等屬于感性負荷，其無功是屬于感性無功，其值大于零。在電網中安裝并聯電容器等無功補償設備以后，由于容性無功的值小于零，這樣一個小于零的無功和一個大于零的無功就可相互抵消。這樣就減少了無功功率在電網線路中的流動因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，以實現無功功率的就地供應、分區平衡，從而提高電能作功的效率，這就是無功補償。

電網無功補償的基本原則是：按電壓分層，按電網分區，就地平衡，避免無功功率的遠距離輸送，以免占用線路輸送容量和增加有功損耗。

3、無功補償的作用

無功補償可以收到下列的效益：

（1）提高用戶的功率因數，從而提高電氣設備的利用率;

（2）減少電力網絡的有功損耗;

（3）合理地控制電力系統的無功功率流動，從而提高電力系統的電壓水平，改善電能質量，提高了電力系統的抗干擾能力;

（4）在動態的無功補償裝置上，配置適當的調節器;可以改善電力系統的動態性能，提高輸電線的輸送能力和穩定性;

（5）裝設靜止無功補償器（SVS）還能改善電網的電壓波形，減小諧波分量和解決負序電流問題。對電容器、電纜、電機、變壓器等，還能避免高次諧波引起的附加電能損失和局部過熱。

4、低壓配電網無功補償的方法

4.1變電站集中補償

變電站集中補償裝置包括并聯電容器、同步調相機、靜止補償器等，主要目的是平衡輸電網的無功功率，改善輸電網的功率因數，提高系統終端變電所的母線電壓，補償變電站主變壓器和高壓輸電線路的無功損耗。這些補償裝置一般集中接在變電站10kV母線上，因此具有管理容易、維護方便等優點，但這種補償方案對10kV配電網的降損不起作用。

4.2電設備隨機補償

隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝置與電機，同時投切。它具有最佳的調壓和降損效果外，更具有投切及時、結線簡單、投資少、占位小安裝容易、配置方便靈活、維護簡單、事故率低的優點，特別適用于年運行小時數在1000h以上的電動機采用隨機補償較其他補償方式更經濟。

對于常用的100千瓦及以下的三相四極異步電動機的單機補償容量：在空載情況下，其補償容量（千乏）可按不超過電動機額定功率（千瓦）的三分之一計算（即按空載時補償后的功率因數cos中≈1計算）：在負荷情況下，其補償容量（千乏）可按電動機額定功率（千瓦）的三分之一到二分之一選擇。

4.3配電變低壓隨器補償

隨器補償是指將低壓電容器在配電變壓器二次側0.4kY的母線上通過自動投切裝置進行分步投切，這種補償方式是目前應用最普遍的補償方法。它的優點是補償后功率因數高、降損節能效果好。但由于配電變壓器的數量多、安裝地點分散，因此補償工程的投資較大，運行維護工作量大，也因此要求廠家要盡可能降低裝置的成本，提高裝置的可靠性。

5、結束語

無功補償是一項高效、安全、方便的節電技術，電力系統運行的經濟性和電能質量與無功功率有重大的關系。合理的配置無功功率補償設備和容量以改變電力網絡中的無功功率分布，可以減少網絡中的有功功率損耗和電壓損耗從而改善負荷用戶的電壓質量，對電網安全、優質、經濟運行有重要作用和意義。

（作者單位：南陽飛龍電力集團有限公司鎮平分公司）