浅谈低压电网中的无功补偿

浅谈低压电网中的无功补偿

文鹏

（广东中誉设计院有限公司广东佛山528000）

摘要：近年来，随着电网系统的完善，用电规模的进一步扩大，使得电力的供需矛盾越来越突出。电力的供应紧张使人们想到了降损节能。在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种：一种是有功功率，一种是无功功率。第一种：有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率。也就是将电能转的确为其他形式能量（机械能，光能，热能）的电功率。第二种：无功功率并非无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压。总之：通常从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些电容补偿柜来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设电容补偿柜的道理。人们从电力在线路中的传输特点，利用无功电流在系统中消耗有功功率的特点，使用了无功补偿装置。电力系统使用无功补偿，可以提高电网的质量，降低网损，达到节能的目的。

关键词：电网无功补偿节能功率因数

1导言

由于无功补偿对电网安全、优质、经济运行具有重要作用，因此无功补偿是电力部门和用户共同关注的问题。合理选择无功补偿方案和补偿容量，能有效提高系统的电压稳定性，保证电网的电压质量，提高发输电设备的利用率，降低有功网损和减少发电费用。我国配电网的规模巨大，因此配电网无功补偿对降损节能，改善电压质量意义重大。配电网无功功率补偿是改善电压质量和降损节能的有效手段之一。合理地进行无功补偿点的选择以及补偿容量的确定，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而降低网损，减少发电费用。

2配电网无功补偿的相关概念

电力网中起分配电能作用的网络称为配电网。由于配电网中的负荷大部分均为感性负荷，再加上电网中的各级变压器也为感性，因此电网需要的无功功率就有可能要比有功功率大，若假设电网的综合发电负荷为100%，那么电网的无功总需求就可能达130%。电网中发电机的功率因数一般都大于0.8，这样仅靠发电机所发的无功就无法满足电网和电网负荷的总无功需求：同时无功远距离传输，由于变压器和输电线路电抗和电阻的存在，不但要产生无功损耗，还会产生较大的有功损耗，而且会造成过大的电压降，为此就要尽力避免无功的远距离传输，因而电网必须在无功负荷附近进行无功补偿。

3配电网无功补偿意义

（1）节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义改善供电品质，提高功率因数，减少负载总电流及电压降。

（2）提高设备的利用率。对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，负荷电流减少，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要；如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不致于过载运行，从而发挥原有设备的潜力；对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。因此，使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。

（3）延长设备寿命，

（4）降低系统的能耗。

（5）提高电网及负载的功率因数，设备设计容量将降低，投资也从而减少。

4配电网无功补偿方法

（1）以纯电容器补偿形式为主。电容器较为脆弱，容易受到外部因素的影响。由于电网中大量谐波的存在，在无功补偿时若都以纯电容补偿方式，容易导致谐波电流放大，从而破坏配电网投切开关、补偿电容器和其他电气设备的相关元器件。

（2）以接触器作为投切开关的方式为主。接触器运用于投切开关时，响应时间往往非常长。在用电设备上无功变化很快，或有冲击载荷的分布网络中，无法有效地实现跟踪补偿。因为电容器投入运行时会有涌流现象，所以电容器被切除时容易产生过电压，电容器再次投入运行前必须将电容器进行完全的放电。

（3）以智能式电容器为主，SVG补偿技术的应用，SVG即静止无功发生器，与电容器补偿不同的是，SVG并不是在通过容性器件产生无功功率，而是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接与电网相连，通过调节桥式电路的交流侧输出电压来满足调节无功的目的。无功功率的传输实际上是电压与电流的关系问题，通过调节电压的幅值和相位，就可以吸收或者发出无功。SVG分为电压型与电流型，以调节的目标划分，比较典型的是电压型SVG，其工作原理是通过整流桥从交流系统中吸取电能对直流侧电容充电，从而保持电压稳定。进而通过控制器控制开关器件，根据电网所需要的无功情况，改变三相逆变器向系统输入感性或者容性无功。

5结论

在配网中，无功补偿是日常运行中最常用、最有效的节能降损技术措施，对于降低供电线损，提高配网供电能力，改善电压质量都有重大意义，所以，在配电网建设与改造中应大力应用无功补偿技术。文中集中探讨了无功补偿技术对用电单位的低压配电网的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，介绍了无功补偿的和意义，讨论了无功补偿常见的补偿方式，确保补偿技术经济、合理、安全可靠，达到节约电能的目的。

6参考文献

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