（江苏安华电气自动化有限公司 221132）
摘要：随着工业的迅速发展和人民生活水平的提高，电网所需要承载的负载越来越多，绝大多数负载为阻感性负载，阻感性负载在工作过程中除了做有用功还要消耗大量的无功能量，无功损耗导致变压器的利用率降低、线路的损耗增大，严重影响了电网的负载能力和电网的质量，因此选择合理有效的治理方案和治理设备至关重要，本文主要结合自己的工作经历和电力行业发展的现状谈谈对低压电网无功补偿的意义和补偿的方法的认识。
关键词：低压电网；无功补偿；方法
一、无功补偿的意义
1.节省电费开支。国家电价制度对不同企业的功率因数作了相关的规定，低于规定值要进行相应的处罚，高于规定值将给予适当的优惠政策，所以通过无功补偿提高功率因数降低了企业的用电支出。
2.降低变压器容量和线路损耗。根据变压器与电动机的工作原理可知，变压器与电动机均需要先从电网吸收无功功率建立正常工作所需要的磁场，在保证有功功率不变的情况下增加无功功率就意味着变压器的容量必须增大，并且无功电流加载在输电线路上必然造成线路的损耗加大。通过外加补偿装置提供变压器正常工作所需的无功，降低了变压器的容量的支出，提升了变压器的利用率；对电动机工作所需无功进行就地补偿，不需再从线路上吸收无功功率，降低了无功电流在线路上的远距离输送，因此提升了线路的带载能力，满足当今城市发展的需要。
3.稳定电压，提高电能质量。当输电线路或变压器在输送功率时，电流将在线路或变压器的阻抗上产生电压损耗，因为线路上或变压器上存在电压损耗，所以用户各处的电压就会相差很大，过高的电压将破坏设备的绝缘甚至烧坏设备，过低的电压设备利用率低甚至无法正常运行。事实证明，通过无功补偿可以提高功率因数，无功功率越小，电压损失就越低，从而保证了电压的稳定，提升了电能质量。
二、无功补偿的原则
针对我国现状制定的无功补偿的原则是：全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡；集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；调压与降损相结合，以降损为主。
三、无功补偿的方法
从补偿的区域范围来划分可以分为：集中补偿、分组补偿、就地补偿；从补偿的效果来划分为：仅送出系统所需无功功率与送出系统所需无功又能吸收多余无功两种方法。
1.按区域范围划分的无功补偿方法
图一中C1为集中补偿，装设在用户专用的变电所或配电室的高压或低压母线上；C2为分组补偿：根据低压电网的无功负荷分布情况，直接装设在低压干线上；C3为就地补偿直接装设在需要无功补偿的电气设备的附近。
集中补偿的优缺点。集中补偿又分高压和低压集中补偿，优点：补偿变压器和线路上的无功功率损耗；缺点：这种方式只能补偿装设点前的变压器及线路上的无功损耗，不能减少用户内部配电网络的无功损耗，因此降损节电效益不太明显，并且对补偿装置的要求较高。
分组补偿优缺点。优点：降低了变压器及配电主干线路的无功功率损耗；降低了线路损耗；便于企业对无功损耗补偿的控制，降低了用电成本。缺点：对补偿点以下线路无补偿作用；成本投资较集中补偿高；不便于集中管理，分组补偿过补偿时造成无功功率倒送电网。
就地补偿适用于负荷平稳、补偿容量大（含容量小但数量多）、运转时间长的设备；优点：补偿范围大，效果最好；缺点：不能补偿变压器本身的无功损耗，投资成本高。
2.按补偿效果划分的补偿方法
电力电容器与设备并联补偿法。电力电容器并联在电网中，吸收电网中的的容性无功，向电网提供感性无功。工作时功率损耗小，维修方便，成本低，应用范围广；但是只能提供无功功率不能吸收无功功率，容易出现过补偿与欠补偿，补偿容量与电压的平方成正比，系统电压下降，补偿容量下降的较大。
同步调相机投入补偿法。同步调相机可以根据装设点的电压数值平滑的改变输出（或吸收）无功功率，进行电压调节，缺点：投资太大，有功损耗大，维护繁琐。
静止补偿装置应用法。当前补偿效果最好的就是静止式无功发生器SVG，SVG可以动态双向（-1，1）连续调节无功功率，即从额定感性工况到额定容性工况连续输出无功，功率因数可以高达0.99，全程及动态响应时间短，特别适合负载快速变化的场合。SVG工作原理如下（如图二）：SVG开启后通过外部电流互感器实时检测负荷电流，并通过内部DSP芯片计算分析负载电流的无功含量，然后根据设定值来控制PWM信号发出控制信号给内部IGBT使逆变器产生满足要求的无功补偿电流，实现动态无功补偿的目的。优点：SVG为有源型补偿电路，补偿容量不受电压降低的影响；模块化设计，体积小，寿命长，安装方便，容量扩展容易；自身的损耗小，不存在过电压的问题，有三相不平衡治理功能。缺点：价格较高，容量小。
四、低压无功补偿注意事项
1.电容器的控制线的设计要点
共补时电容组为角型接法，电容容量相等，端电压相等，通过的电流近似相等，所以共补时电容三相线要同线径。分补时电容器组为星型接法，根据负载需求情况分相投切，与A相相连电容投入式，电流从A相流入电容N相流出，根据串联特性串联回路电流处处相等；当A、B或A、C或B、C相连接电容投入式，N线上通过的电流为单相投入时的2倍；A、B、C三相全投时N中电流很小，所以分补时N线的线径在设计时应按照单相投入时电容电流的2倍来设计，这往往是大家在设计时容易忽视的。
2.SVG与电容器组的组合使用
静止式无功发生器SVG虽然性能优越，但是经济成本较高，为了降低经济成本建议在无功功率缺口较大的地方选用SVG与常规电容器组补偿相结合的方法。无功功率需求大的部分由常规电容器组来补偿，剩下的所需的小部分容量由SVG来进行精细调节，因此既提高了功率因数，又弥补了常规电容器组的过补与欠补的缺点。在系统三相电流不平衡的情况，SVG还能够根据负荷电流计算出达到平衡所需转换的电流值，发信号给内部的IGBT驱动器动作，将不平衡电流从电流大的相转移到小的相，最终达到三相平衡。
3.智能电容器广泛应用
传统开关、交流接触器、电容器控制线路不具备自诊断功能，在具体的应用中容易导致误判断误投入，导致系统过电压产生故障，2009年的北京东城区的B3南变配电室的无功补偿电容器柜突发弧光短路就是一个典型的例子。智能电容器则克服了传统电容的缺点，将开关器件、电力电容、保护组件及通讯组件集中在一起，开关组件采用电力复合开关，可以做到电压过零投入电流过零切除，降低了因电容投入引起的合闸涌流和切除时引起的过电流故障。有条件的用户我建议尽量使用智能电容器，在选择补偿容量时尽量精细化，防止出现过补偿与欠补偿。在变压器负载小的情况下，尽量避免电容器的投入。智能电容器内置放电装置，电容器退出后3min后残压降至50V以下，所以检修人员不要电容器退出后立即的接触电容器，避免人身触电。
结束语：无功补偿的方式繁多，具体应用时要根据负载的性质，在合适的地点安装合适的补偿装置，定期的读取相关的电力数据，对补偿的结果进行检测，适时调整，真正的达到补偿的目的。
参考文献：
[1]张欣欣.SVG与并联电容补偿组合治理无功及三相不平衡系统在配电系统中的应用.电力建设，2015年，（01）；
[2]谭永林.0.4KV无功补偿电容柜弧光短路事故原因深度分析.电气技术.2010年，（07）；
论文作者:靖黎明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/16
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