淺談電力系統中的無功補償

潘春暉 張恒

摘要：社會經濟的快速發展，使得電力系統在我國城市化建設中具有越來越重要的地位。無功補償作為電力供電系統中的一個重要裝置，在很大程度上提高了電力資源的使用效率，為我國整個電力系統提供了良好的環境。該文主要在簡要介紹無功補償的概況后，進一步探討電力系統中無功補償的重要性及主要方式，最后提出我國無功補償的技術發展前景及需注意的問題，從而使無功補償技術更好地促進我國電力事業的持續發展。

關鍵詞：電力系統;無功補償;方式

一、無功補償的定義

電網輸送的功率包括兩部分：即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、化學能或聲能等，利用這些能做功的稱為有功功率。不消耗電能，只是把電能轉換為另一種形式的能，并且，這種能是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，如電磁元件建立磁場所用的電能。無功功率作為電氣設備能夠做功的必備條件，對供電系統和負荷的運行是十分重要的。這些無功功率如果都要由發電機提供并經過長距離傳送是不合理的，通常也是不可能的，所以在電網的合理位置安裝無功補償裝置是非常必要的。無功補償裝置作為電力供電系統中的一個至關重要的裝置，主要是通過減少供電變壓器和電力傳輸線路的損耗，從而在一定程度上可以提高整個電力系統的供電效率。

二、電力無功優化和補償的類型

電力系統的無功補償不僅包括容性無功功率的補償而且包括感性無功功率的補償。在超高壓輸電線路中（500kV及以上），由于線路的容性充電功率很大，據統計在500kV每公里的容性充電功率達1.2Mvar/km。這樣就必須對系統進行感性無功功率補償以抵消線路的容性功率。如實際上，電網在500kV的變電所都進行了感性無功補償，并聯了高壓電抗和低壓電抗，使無功在500kV電網平衡。

三、電力系統中無功補償的主要方式

正確處理好無功補償的技術應用，可以促進整個電力系統的安全有效運行。電力系統無功補償的三種主要方式各有利弊，雖然它們都能在很大程度上提高電力系統的質量，減少電力傳輸過程中的損耗，但他們也都存在著各種因素的制約。如低壓集中補償方式盡管能夠最大限度地降低電網系統和用戶線路之間的無功負荷，但其成本投入大，因此在電力系統的應用推廣帶來了一定的制約因素。因此，為了更好地保障電力系統的質量安全有效，提高無功補償的效果，電力系統建設中應根據整個電力的實際情況，對各種電力系統的無功補償方式進行全面綜合考慮，最后才能突破傳統無功補償的限制，推動電力系統安全有效運行的進一步發展。下面對電力系統無功補償的三種方式進行簡單分析。

（一）隨機補償方式

隨機補償方式主要是指在電動機和相關的電氣設備上采用并聯電容器的設備，從而可以使它們可以進行有效的無功補償。電動機在我國工農業生產中十分普遍，因此做好電動機的無功功率補償，不僅可以極大地降低配電系統的電壓損耗，而且還可以極大地提高電力系統的穩定性。

（二）隨器補償方式

隨器補償是一種在配電變壓器低壓側安裝電容器的方式。通常情況下，當配電無功補償在整個電力系統的負載率較低時，如果補償的容量大于空載無功率，那么就會導致系統在配變處于空載時，呈現出過度補償的現象。因此為了提高整個電力系統的質量，在變壓器的低壓側安裝電容器可以有效補償它的漏磁無功功率和空載無功功率。

（三）低壓集中補償方式

低壓集中補償是一種利用在低壓母線上所安裝的自動投切并聯電容器，從而可以使它進行自動檢測母線數據，并且還能根據數據的實際情況對系統的輸電線路進行有效的無功補償。

四、無功補償的配置原則

（1）總體平衡與局部平衡相結合，以局部為主。這樣的配置即滿足全網的總無功平衡，又能很大限度的滿足分線和分站的無功平衡。

（2）電力部門補償與用戶補償相結合。因為在配電網中，用戶所消耗的無功功率占50%～60%，其余的無功功率消耗在配電網中，如若配合不好就會造成輕載時候過補償，滿載時候欠補償。為了避免此類情況發生和減少無功功率在網絡中的輸送，要盡可能地實現就地補償，就地平衡，所以必須由電力部門和用戶共同進行補償。

（3）分散補償與集中補償相結合，以分散為主。這樣的配置原則要求是既要在負荷較為集中的變電站中進行大容量的集中無功補償，又要在配電網中分散的負荷區，如配電線路，配電變壓器和用戶的用電設備等進行的分散無功補償，它的目的是為了減少無功長距離傳輸，做到就地平衡。

總之，無功補償配置原則是應根據電網情況，實施總體平衡與局部平衡相結合，電網補償與用戶補償相結合，變電站集中補償與分散就地補償相結合，來滿足降損和調壓的需要。

五、無功補償的未來發展前景

隨著社會對電力系統的電能質量要求越來越高，不斷改進電力系統的裝置技術，在發展中有效運用新型科技成果，成為我國電力系統今后發展的長期目標。目前我國電力系統在社會蓬勃發展的社會背景下得到了大力發展，做好無功補償工作對于建設節約型國家具有十分重要的意義。傳統的無功補償裝置是采用同步補償器和并聯電容器，這兩種裝置可以有效地滿足高壓側的集中補償。在社會科技的不斷推動下，電子技術得到了很大的發展，這使得電子技術和無功補償技術的有效結合成為我國當前電力系統發展目標前景，具體表現在以下三個方面：（1）將無功補償與電子變流技術有效結合，使變電流可以根據無功的傳輸情況進行系統自動調節，從而可以有效補償電力負載無功的作用。如精致調相機就是根據無功補償技術和電子變流技術的雙向結合得以實現其應用功能。（2）電子技術在無功輸出調節開關上的應用，可以使系統根據獲取的信息，自動有效實現無功補償的調節，這在靜止型的無功補償器中具有十分重要的意義。（3）電子技術在投切電容器開關上的應用，可以使電容器的系統具有安全穩定性能，這在很大程度上可以有效防治涌流現象的發生。

結語

綜上述：電網無功補償是一項建設性的技術措施，對電網安全、優質、經濟運行有重要作用。無功補償就能提高電網運行的安全及經濟的運行水平。