摘要：在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。由于减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。
关键词：无功补偿；低压电网；应用
1无功补偿的含义
通过无功补偿，可以对低压电网中的无功功率予以补偿，并且无功补偿是当前应用在低压电网中最常见的方式，其作用主要在于对电网中功率因数进行提高，并降低由于线路以及变压器等造成的电能的损耗，同时提高供电质量，改善电网环境。通过选择适合的补偿方式可以降低电网中不必要的损耗，并且利用科学合理的补偿装置能够有效提高电网工作效率，保障电网供电安全，并达到稳定电压的功效。
2无功补偿原理
电网输出的功率包括两部分，有功功率和无功功率。直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学或声能等的电功率，称为有功功率。不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能是电气设备能够做功的必要条件。这种能作为电网中与电能进行周期性转换的，叫无功功率。电流在电感元件做功过程中，电流超前电压90度。电流在电容元件中做功时，电流滞后电压90度。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反。所以，如果在电磁元件装上相应比例的电容元件，使两端方向相反的电流部分抵消，使电流和电压的矢量夹角减小，从而提高了电流做功的能力，使有功功率增加。
3意义分析
电网中电压的稳定性会直接对电网的整体输电质量造成影响，而电压质量的
提高可以降低在传输过程中由于电网自身所造成的电能、功率的损耗，从而有效提高供电以及配电系统的工作效率，所以很多生产企业中需要在供电以及配电系统中进行无功补偿，通过安装相应的装置，达到降耗提效的目的。无功补偿不但能够提升配电设备的工作效率、提高供电质量，同时还能够节能减排，具有巨大的经济效益以及社会效益。企业每个月在电能消耗上的成本投入都十分可观，通过对功率因数的控制可以有效的控制电价，这就需要企业对电力设备进行定期的保养，同时提高功率因数，而功率因数的提高，可以通过无功补偿的方式进行，同时也能够实现环保企业的建设。
4无功补偿的合理配置原则
从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消
耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。1）总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。2）电力部门补偿与用户补偿相结合。3）分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。4）降损与调压相结合，以降损为主。
5无功补偿方法分析
5.1随机补偿
这种补偿方式所补偿的无功功率主要为电磁感应，一般主要应用于电动机。当电动机开启时，随机补偿开始工作，电动机关闭时随机补偿便会随之消失，无功补偿能够自动进行，而无需进行调试，所以操作较为简便灵活，具有相对优越的优势。
5.2随器补偿
随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是用电单位无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加。
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5.3静止补偿
该种补偿方式主要针对一些无距离线路，通过将同步调相机以及低压电网中的静止补偿装置安装到线路中完成补偿。这种方式在电网中可以有效稳定电压，并对多线路中的线路损耗予以降低，同时调节性能相对较强。
5.4终端分散补偿
用户终端分散补偿能够在低压电网终端进行有效的补偿，增加用户电器设备的安全性，还能提高电压利用率。此外，在低压电网中的无功补偿方法还有等网损微增率补偿法、无功经济当量补偿法、低压集中补偿法、跟踪补偿等，这些方法都能够有效的对低压电网进行无功补偿，保证电压的稳定性，提高利用率。
6低压电网中的无功补偿装置的选择
6.1静态补偿装置
静态补偿装置一般为机械式接触器投切电容器组，适用于负载变化较小的场合。通过静态补偿装置能够有效的降低由于电网设备所造成的损耗，提高供电质量，达到无功补偿的作用。
6.2动态补偿装置
目前的低压电网中，动态补偿装置的应用相对较为广泛，由于电网中无功功率引发因素较为复杂，因而通过动态的补偿装置能够更为灵活的满足无功补偿需要，稳定低压电网供电电压，增加安全性、可靠性。
7设备的应用
在低压电网中，无功补偿是通过补偿装置进行的，这是低压电网中对于无功补偿最常用的处理方式，以此提高功率因数，将损耗降至最低，从而稳定电网中的电压。所以无功补偿装置是处理功率因数最好的一种选择。实际生活中，无功补偿装置也是需要依照实际情况进行选择的，并且在低压电网中装置的安装也需要同视机的需要相适应。另外，需要注意，当补偿方法为随机补偿时，就需要使用就地补偿装置，从而进行无功自动补偿。若实际应用中需要在实现多条线路自动投切并且同时将变压器无功负载降低时，就需要将补偿装置集中起来。当前在低压电网中无功补偿装置还包括无功发生器，这些装置，使得低压电网性能有了显著的提高。
8无功功率补偿注意问题
第一，要防止电动机产生自励磁。第二，要防止产生谐振。对发生谐振的，要加装串联电抗器。对五次谐波，可用4.5%Xc的电抗器。对三次谐波，可用12%Xc电抗器。第三，防止过电压。并联电容器会使安装处的电压增加。国家标准要求，电容器的长期过电压值最多不超过1.1倍额定电压。第四，要防止维持电压时间过长。对于自动投切或可逆运行的电动机，在从正转到反转的过渡时间内，电容器的端电压必须降到额定峰值的10%以下。否则会有自励磁，从而使电动机的端电压升高得非常高。所以投切时间间隔要足够长，使电容器的电压降下来。第五，要限制涌流。如果投切涌流超过100ICN时，要有限涌流的措施。ICN为电容器的额定电流。
9结语
针对电网系统中的用电质量低，供电稳定性和安全性差等问题，可以通过无功补偿的方式予以改善，从而提高电力利用率。而无功补偿需要考虑无功功率，这就要依照原理的不同选择补偿所需要的装置以及方式，从而对低压电网中的无功功率因数进行提高，降低由于电网自身所产生的损耗。所以，在现代社会电网发展中，无功补偿的方式具有巨大的价值。
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作者简介：
陈浩（1990.10-），男，江苏泗阳人，盐城工学院工学学士，助理工程师，单位：宿迁三新供电服务有限公司泗阳分公司，研究方向：电气工程及其自动化。
论文作者:陈浩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/20
标签：电网论文; 功率论文; 装置论文; 电压论文; 功率因数论文; 网中论文; 电能论文; 《基层建设》2019年第23期论文;