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摘要：我国城市经济发展对电力供应的需求逐渐增大，电力工程的建设规模也在逐渐扩大。但随着电力工程电网的感性负荷逐渐增多，使得电网运行中的无功功率逐渐增大。无功功率的增加不仅影响供电的质量，而且影响电力企业的经济效益与社会效益。因此，加快对基于电力工程配电网的无功功率补偿的应用研究，将有助于减轻配电网中电能的损失。
关键词：电力工程；配电网；无功功率补偿；应用
近年来，无功功率对供电系统的影响非常严重，是制约供电企业顺利发展的不利因素，为了尽快解决无功功率的影响问题，我国相关电力研究部门特意针对无功功率补偿技术进行研究，结合先进的科学技术研发出性能极高的无功功率补偿设备，下面对无功补偿的运行原理进行简单介绍，并针对无功功率对电力工程配电网的影响进行有效分析，最后对电力工程配电网无功功率补偿的应用进一步研究。
一、无功补偿含义及原理
无功补偿是指利用某一种手段实现电力系统功率和供电总体效率提升，而供电变压器和电力输送线路的损耗率降低，这种手段就是无功补偿。无功补偿应用范围比较广，无论是大的电力系统中还是小的电力系统中都有一定的作用，比如在大的电力系统中能够稳定电网电压的运行，起到调节电压的作用；在小的电力系统中能够控制三相电流运行的平衡性。
无功补偿的工作原理：电力系统的供电功率可以分为有功功率和无功功率两种，其中无功功率不能进行远距离的传输，为此对于一些下属用电和配电变压器的无功功率可以进行就地补偿。无功补偿是通过在供电系统中安装无功补偿装置的方式进行的，无功补偿设备可以与电路中的用电设备以及配电变压器等相互抵消无功功率，提高功率因数，以达到从整体上减少无功功率的目的。它主要是把感性功率负荷与容性功率负荷装置连接在同一电路，使能量在两种不同的负荷中间进行相互交换，进而使得容性负荷输出的无功功率补偿感性负荷需要的无功功率。
二、电力工程配电网中无功功率补偿的应用
1、采取措施明确无功功率补偿的容量。
要明确无功功率补偿的容量，需要运用以下四种方式：一是根据配电网的运行电压的大小来进行确定，这种方式比较适用于电网终端的用户变电所与枢纽变电所，其主要的目标是调压，计算公式是Qc=所需电压值乘以所需达到的电压值，接着除以配电网线路的阻抗；二是可以根据线损的降低率进行确定，这种方式可以在很大程度上证明配电网线损的降低率与补偿容量之间的关系；三是可以根据配电网中的配电因数进行确定，理想的功率因素要满足用电用户的真实需求；四是可以根据变压器的容量进行确定，然后选择正确的补偿方式。
2、选择合适的无功功率补偿方式。
在电力工程配电网应用中，必须要选择合理的无功功率补偿方式，才能有效降低电网系统运行的无功功率，从而降低电网中的电能损耗。现阶段，我国电力工程配电网中常用的无功功率补偿主要包括变电站补偿、低压补偿、终端补偿、配电线路补偿等。
（1）变电站补偿。通过变电站集中的无功功率补偿，该补偿方式主要应用于10kV变电站的母线中，且主要集中安装在等量的电容器中，不仅能有效降低供电线路中的无功损耗，且有利于降低变电站输电线路的无功电力损耗。但电力用户所需的无功率补偿还应在变电站线路中输送。因此，在10k V变电站线路中依然有无功功率电流，故认为该补偿方式无法代替配电网无功补偿所发挥的作用，而且也无法很好地解决配电网运行中无功降损的矛盾问题。
（2）低压补偿。低压补偿作为我国当前常用的补偿方式之一，主要是在配电变压器的低压侧进行补偿。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该低压补偿设备主要根据用户的负荷水平变化情况、投入的电容器进行跟踪补偿，其目的是为了提高变压用户的功率因数，以实现无功功率平衡的目的。其不仅具有降低电网、变压器损耗的作用，还能有效提高用户电压的水平。低压补偿设备通常是根据无功功率或功率因数实现对电容器自动投切的目的。低压补偿虽能保证用户电能的质量，但无功功率的投切量且有可能会与实际的需求量相差较大，容易导致出现无功功率补偿不足或过多的现象，从而影响电力系统的正常、可靠运行。
（3）配电线路补偿。通过配电线路进行的无功功率补偿，该补偿方式主要应用于配电线路中，主要安装在配电网线路主干的2/3位置上。每个集中点都要安装一个能够承受10kV电压的电容器，虽然这种补偿方式能在一定程度上降低配电线路的无功损耗，但也存在一定的弊端，如电气设备长期处于露天环境下，容易受到人为、雷击等因素的损害，当配电线路出现故障后，难以实现对线路的及时、有效抢修。
（4）终端补偿。随着低压用户用电需求量的不断增多，也就意味着对无功功率的需求也相应增大。因此需要对终端进行补偿，以降低电网的损耗与维持网络电压的水平。但终端补偿方式的补偿点比较分散，其管理难度比较大。而且负荷的不同波动使大部分电容器在轻载状态下容易形成闲置，导致设备的利用率不断降低。
3、采取措施选择正确的无功补偿装置与手段。
要选择正确的无功功率补偿的设备装置，要根据电力工程的配电网中不同的电压需求以及补偿装置的技术特质进行综合决定。而我国当前比较常用的电力工程配电网的无功功率补偿装置有：
一是高压电网的无功功率补偿装置，例如，高压并联式的电容器，一般来说，这种装置安装在高压变电站主变压器的一端上，这样能够有效的降低主变压器的无功功率损耗，可以在很大程度上提高电力工程配电网络中的输送点功率因数，也能够有效的提高输送电能的质量。
二是中压电网的无功功率补偿装置，比如，干式自愈性的并联电容器，这种装置主要是利用金属性质的薄膜卷制而成，并用导线焊接引出，它的外部用树脂灌封，从而达到绝缘空气的目标。
三是低压电网的无功功率补偿装置，这种装置相对于其他两种来说，在我国的应用范围更广。在一般情况下，这种装置会被安装在电力工程配电网中变压器的低压一端或者单台低压的电动机一边。这种方式不仅可以实现在与电动机同启动、同停止的时候进行无功功率的补偿，而且可以对车间配电房、宾馆或者高层建筑物的配电房进行同时的无功功率补偿。
三、结语
总之，无功电流在配电网中大量地流动，增加了线损，降低了电能质量，对于电厂、供电、用户都造成了很大的影响，所以对配电网实行无功功率补偿是非常迫切的需求。在设置配电网的无功功率补偿时，要根据配电网所在区域的实际情况进行合理布局，同时选择合理的无功补偿方式，有效提高电压质量，提升用电效率，节能降耗，从而为我国电力事业的良好发展奠定坚实基础。
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论文作者:张辉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/26
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