摘要：电力行业中，功率因素偏低状况较为常见，降低了设备的利用率，增加了线路供电损失，为此，加强低压无功补偿控制具有重大价值，无功损耗在低压配电系统中具有较大比例，需要进行必备的无功补偿，提高系统功率因数、避免能耗过高引起的浪费，提高电网负载运行状况。
关键词：低压配电系统；低压无功补偿；智能补偿
引言
电力行业对国民经济快速发展具有重大意义，现代国民用电行为中，功率因数低导致用电成本增高的状况十分常见，对低压配电系统进行必要的无功补偿是借鉴这一弊端的主要方法。一般借助并联容器进行处理，若补偿容量无法保证匹配效果，需要借助晶闸管进行控制，实现电容器的分组处理。无功补偿对低压配电系统的影响较大，是提高工作效率，降低电力耗损的必备处理措施，便于提高电力系统的稳定性、合理性、科学性。
一、低压配电系统中无功补偿的重要作用
1、稳定低压
电力输送中，电压稳定性是提高电力质量的关键部分，借助无功补偿实现电力传输是实现电压稳定的关键举措，可实现降低电能耗损的目标。
2、电力行业成本的有效控制
国家针对不同性质的用电客户制定了相应的电价制度，对应功率数值有所差异，进而对相关用户收取不同的电费。为了缩减电费开支，进行合理的无功补偿，是降低设备电力损耗、降低企业用电成本的重大措施。
3、无功补偿促进电压趋于稳定化
从上述理论分析中可得出，配电系统中，变压器的电压一般是无功负荷输送导致，功率是维持电压稳定的关键要素。为此，加强电力输送环节的无功功率控制，能够有效提高电压稳定性，促进大型电机长期稳定运行。
二、低压配电系统无功补偿的原理和原则
1、低压配电系统无功补偿原理
无功功率是指没有消耗电能，仅是将电能转换为其他形式的能，这种能量是部分电气设备能够做功的必备条件，同时这种能量能够和电能进行周期性转换，如电磁元件建立磁场占用电能、电容器建立电场占用电能等。在配电网中，若电流分别在电感元件、电容元件中做功，会使电流和电压出现不同向，前者使电流比电压滞后90°，后者使电流比电压超前90°。在同一组成电路中，电感电流和电容电流具有完全相反的方向，相差180°。此时若在电磁元件电路中安装合适的电容元件，使电感电流和电容电流完全抵消，减少电路中电流和电压矢量的夹角，提高整个配电网的做功性能，这就是无功补偿的原理。
2、低压配电系统无功补偿的基本原则
在对低压配电网进行无功补偿配置时必须遵循下述三个原则：第一，总体平衡和局部平衡相结合的原则；第二，分散补偿和集中补偿相结合的原则；第三，降损和调压相结合的原则。通常情况下，低压配电网络在进行无功补偿时，都以局部、分散补偿为主，兼顾整体平衡和集中补偿，还要结合电力部门和用户补偿进行整体设计，最大限度减少无功功率在低压配电网的输送，实现就地补偿和平衡。
三、低压配电系统无功补偿优化方案
对于用户低压配电系统的无功补偿，为了实现动态控制的效果，通常会按照用户端无功负荷的变化来投切电容器装置，避免了向高压线路的返送现象。理想情况下，如果所有的用户都使用了无功补偿装置进行优化，就可实现配电中的“零浪费”，但是这在现实中很难做到。对此，本文作者结合低压配电的现状，总结了几种常见的无功补偿优化方案：
1、用户的就地控制补偿
一般来讲，小型商业用电和居民生活用电的负荷并不复杂，所需要的电压、电量也不是很大，如果在配电中安装无功功率补偿装置，就可以完成相应的无功补偿优化设计。经动态控制补偿后，功率因数会有不同程度的上升，使得线路耗损的程度明显减少，有良好的经济效益。在具体操作中还需要注意以下几点：
1）低压配电无功补偿与电压输送同步完成。
2）注重与变压器的协调。在某些环境内可以在变压器的进线侧进行全补偿，这样可以对变压器进行无功补偿，减轻变压器带来的耗损。
为了实现线路的动态控制，作者在此介绍两种常见的动态补偿技术设备，自动控制器与低压静止无功补偿器。
（1）自动控制器
自动控制器是一种先进的低压配电无功补偿的优化装置，自动控制器最大的优点在于它实现了对无功补偿的动态控制，控制器内设计了电压保护装置，有效的组织了线路的过电压问题，并通过数码控制投切的限制值和投切时间等。自动控制器的补偿容量需要根据用户的功率情况进行细致的计算，比如：使用自动化仪表等方式监控应该补偿的最大和最小容量。因此，自动控制器又十分适合低压配电的就地无功补偿，大大提高了电压的质量，降低了输电线路的电流耗损。
（2）低压静止无功补偿装置（SVC）
除了自动控制器外，市场上还有一种优秀的动态无功补偿装置--低压静止无功补偿装置，我国东部部分地区也在开展应用推广。用户使用后，技术人员在后期的检测中证明，SVC技术也可以有效地提高用户电机的功率因数，提高电压的稳定程度。同时这项技术也很好的兼顾了低压配电系统无功补偿的自动化管理，具有良好的社会效益和经济效益。
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2、集中补偿方式
在应对市场上的大规模低压配电用户的补偿容量较大的补偿情况时，可以使用集中补偿的方式处理。一般来讲，这种集中补偿是指对对配电变压器低压侧进行的集中补偿。由于采用的是大规模集中补偿，所以它对配电系统有很大的帮助，分担了用户端处理器负担，有效的降低了损耗。
市场上运用的低压配电系统无功补偿装置都是设定好具体的功率因数数值，再进行投切的模式。而集中补偿能够有效的实现投切的自动化控制，同时还能够帮助企业及时检测到用电过程中的各种问题，第一时间处理这些隐患。实现了集无功补偿与电压运行检测于一身的技术手段。集中补偿可以把电压的浮动控制在一定范围内，从宏观角度实现了电压的稳定。
3、对用户终端进行分散补偿的方法
输电环节中，用户终端需要进行分散补偿控制，提高电压利用效率较为关键。用户终端进行分散补偿十分必要，是节约资源、降低成本的关键，可根据电器容量进行单独控制，保证其后续发展应用前景良好。该补偿方法是释放电压能量、提高供电能力的基本方法，便于控制电压的稳定性，同时可保护对应用电设备、器件的安全性，降低了线路耗损。终端分散补偿中，借助对终端进行无功补偿实现电压能量的合理释放，从而维持电压稳定性，实现了降低能量损耗、提高供电能力的双赢局面。
针对低压无功补偿，需要注意下述问题，第一、补偿需要与工作同时进行。一般需要把电容组、电机组连接处理，然后进行电力输送处理，促进电机工作、低压补偿同时运行，降低了电流流通中的不必要耗损，提高工作效率。第二、变压器连接中，借助低压保险进行电容器与变压设备的连接，可以对变压设备进行无功补偿处理，降低运营中的损耗。第三、随时补偿处理，稳压处理。无功补偿中，需要进行保护装置控制，保证低压电容器组补偿与母线部位，实现满足补偿的需求，稳定电压、减少损耗的负面影响。
四、配电系统智能低压无功补偿技术
1、智能低压无功补偿技术
第一，将动态补偿和固定补偿结合起来。随着经济的发展，负载类型更加多样化，电网在无功方面的要求更严格。因此，固定补偿技术已经无法满足时代发展需求，动态无偿技术能更好地适应负载变化需求。
第二，将三相共补和分相补偿结合起来。新设备，如动力、电子电力等设备基本都是两相供电，电网中三相不平衡的现象更加普遍，三相共补
已经无法有效解决三相不平衡的问题，但是如果全部采用单项补偿的方式，则会提高投资成本。因此，考虑负载情况和经济性的共分结合方式在新经济形势下得到了广泛应用。
第三，将快速跟踪补偿和稳态补偿结合起来。无功补偿技术的未来发展趋势是将快速跟踪补偿和稳态补偿结合起来，该项技术适用于大型钢铁冶金企业，其具有负载变化大、工艺复杂、波动大、用电量大等特征，通过进行无功补偿，降低能源消耗，提高功率因数，充分发挥设备能量，挖掘设备工作容量，提高工作效率和工作质量，实现经济效益最大化目标。
第四，分散补偿。我国城镇低压居民用电量不断增加，居民生活和生产等方面对无功需求非常大。直接在用户，末端实施无功补偿，能有效地稳定电压，降低电力资源的消耗。按照我国GB50052-2009《供配电系统设计规范》的规定，对于容量较大、负荷平稳、使用频繁的用电设备而言，无功负荷单独就地补偿。针对用户地点分散、负荷小、无人管理、波动小的特征，可以采用智能型控制、体积小、安装简单、免维护、功能全面的分散补偿。
2、先进的投切开关技术
目前运用比较广泛的投切开关有以下几种：第一，过零触发可控硅控制电子开关，其投切速度非常快，在投切的过程中，寿命比较长、不存在涌流、无冲击，但是功耗较大，目前该开关应用比较普遍；第二，机电一体化智能复合开关。机电一体化智能复合开关主要是由固态继电器和交流接触器并联运行，不仅具备可控硅开关过零投切的优势，也具备接触开关功耗小的优势，所以该开关可以广泛应用在无功补偿控制系统中；第三，低涌流真空开关。低涌流真空开关是采用自身控制装置，电容器的端电压和监测电源在预设的相位角发出合闸脉冲使开关各项合闸，这样能有效地避免元件串联引发的保护和同步问题，其应用空间非常广泛。
3、智能型无功补偿控制器的选择
将用户设定的功率因数作为投切参考限量，无功功率作为控制物理量，以模糊控制理论为依据，选择合适的电容器组合。电容投切控制是以智能控制理论为指导，自动投切电容补偿，集通信、电网参数、数据采集、分析和无功补偿为一体，利用后台软件，以报表或者图表的形式将存储的数据显示和打印出来，对电网系统的补偿无功功率容量进行实时监控。在选择电容器组合时，应该考虑配电系统三相中每一相无功功率的大小，坚持“取平补齐”的原则，对电容器切投实行智能控制，提高补偿精度。第一，科学的电压限制条件。可以设置欠压、过压保护值，可设置禁切电压值和禁投电压值，具备缺相时间和缺相保护功能，将无功功率作为投切门限值；第二，可以设置投切延时。延迟时间具有可调性，不仅支持稳态补偿，也支持快速跟踪无功补偿，对于同组电容投切，可以设置动作时间间隔，对快速跟踪补偿可以设置为零。
结语
为了实现节能的目的，加强无功补偿在低压配电系统中的应用具有重大意义，对电力行业的稳定发展以及相关用电企业的经济效益等具有重大意义，可降低配电网的损耗，提高整体用电性能、电压水平。此外，无功补偿是促进电流畅通的关键举措，对电力系统的长期稳定发展而言，是不可替代的方法。现阶段，电气化、自动化技术的发展迅速，借助先进科技进行配电系统的优化对电力行业的发展前景具有积极影响，需要引起业内学者的关注。
参考文献：
[1]孙建东，陶小虎，岳仁超，夏燕东.低压配电系统中的无功补偿控制策略[J].低压电器，2014，（03）：50-51.
[2]郭涛.低压无功补偿装置在配电网中的应用分析[J].科技与企业，2014，（03）：76-77.
[3]吴晓霞.低压无功补偿在低压配电系统中的应用[J].机电信息，2012，（04）：22-23.
论文作者:黄海舟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/23
标签：电压论文; 低压论文; 低压配电论文; 系统论文; 电流论文; 用户论文; 功率论文; 《基层建设》2018年第14期论文;