摘要：电能资源在现如今的经济发展中占有重要地位，因此工厂供电系统无功补偿的应用成为研究的重点，基于此，本文首先分析无功补偿的方式和工厂供电系统无功补偿存在的问题，然后分析工厂供电系统无功补偿的应用，探讨提高无功补偿功率因数的方式，研究合理选择变压器的补偿装置，思考补偿容量的准确使用，希望能为关注此话题的研究学者提供参考意见。
关键词：供电系统；无功补偿；功率因数
前言：电力生产具有一定的特殊性和复杂性，用户用电因数的高低，影响电力系统的发电、供电，也影响用户自身的用电服务，通过提高用户的用电因素可以实现电能的节约，可以实现电压质量的提高，也可以实现减少用电线路的电能损耗的目的。所以供电部门对于用户用电价格的规定是在国家标准的基础上，添加了用电因数的影响因素，当功率因数提高，用户用电价格减少，反之用电价格增加。
一、工厂供电系统无功补偿的分析
（一）无功补偿的方式
无功补偿有两种方式，一种是使用静电电容器进行无功补偿，另一种是同步使用补偿器，实时补偿功率。在实际的运用过程中，使用较多的是前者。原因是同步补偿器的结构复杂，提高了自身应用的成本，在使用同步补偿器之后，要对其进行维护，结构的复杂导致维护成本过高。应用较多的静电电容补偿器可以分为三个形式，其中一种形式是高压集中补偿，通过在输电线路的母线上安装电容器，达到提高供电质量的目的。但是这种无功补偿的方式投资成本非常高，不能从根本上改进工厂内部存在的电能损耗问题。其次是低压分组补偿，这种方式是在配电前端安装有效电容器，达到无功补偿的目的。低压分组补偿能够很好地提高电能的利用率，而且此种方式具备便捷的特点，投资成本较低。所以低压分组补偿方式在实际运行中得到广泛的应用[1]。最后一种是就地补偿的方式，这种形式是在电机附近安装电容器，由于电容器和触电电机使用同一开关，所以可以做到无功补偿与电机运行同时的同步，广泛应用在功率较大的电网中，也广泛应用在低压的网络电机中。
（二）工厂供电系统无功补偿的存在的问题
在工厂的运行过程中，大部分设备的运行要靠电机转化的电能。电机的运行具有电感的特性，供电电机从电源吸收电能，内部具有的交替磁场能够完成电能和其他形式能源的转换。在转换的过程中，大量的无功能量就此产生，经过不断的积累，导致在供电系统中的能量转换环境越来越恶劣，供电质量随之下降。功率因数的下降，使得供电电压发生波动，系统的电压稳定性能逐渐降低。在系统的电容容量不变的情况下，根据公式S=UI，其中S表示电容，U表示电压，I表示电流，随着无功功率降低，电流上升，系统供电电压将会变小，电压的畸变波动意味着系统调压性能的减弱，严重会导致系统崩溃，无法运行。感性负载设备在使用运行中会产生电能损耗。在工厂的供电系统中有大量的感性设备在共同运行着，该种设备在运行的过程会造成一定程度的电能损耗，数值在10%到15%之间，在大型工厂中，还需要运用的是大型电动机和电力变压器，目的在于提高供电系统的供电功率值，但是事实上，没有起到推动生产的作用，反而使生产成本增加，阻碍了企业的发展。
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二、工厂供电系统无功补偿的应用
（一）提高无功补偿功率因数
提高无功补偿功率因数的方法有两种，一种是提高设备的自然功率因数，另一种是采用现地无功补偿装置。在工厂供电系统设计的过程中，要充分分析系统容量，考虑工厂未来的扩建计划，预留相应的备用容量值，确保工厂未来计划的顺利实施，保证工厂在一定的未来时间内不出现容量超负荷的运行状况。充分考虑大功率、长期运行的电机设备，制定改造计划，实现设备的调速自动控制。并联电容的现地无功补偿功率运用在感性负载设备集中的用电区域，现地无功补偿功率装置是通过内部装置，减少负载在能量转换的过程中所消耗的无功分量，达到稳定供电电压的目的[2]。其中包括个别补偿、分组补偿、集中补偿三个方式，个别补偿适用于功率较大的感性电机设备，例如大中型异步电动机，在电机内部的控制柜中安装无功电容补偿器，安装的开关实现控制器与电机的同时开启关闭。分组补偿是根据供电系统的分支线路合理分组，将无功补偿装置安装在线路的前端，提高功率因数的同时，提高无功补偿装置的补偿效率。集中补偿是将SVC类别的动态无功补偿装置安装在变电所的高低母线上，提高供电质量，使供电就有较高的经济性。
（二）合理选择变压器的补偿装置
针对工厂供电系统存在的无功损耗问题，工作人员需要结合工厂的实际情况，设计的方案确保设备的合理选择，当出现设备的安排无法达到工厂生产的标准，就需要添加相关电气设备，确保工厂的正常生产。在整个供电系统中，变压器的选择是重要的一项，因为变压器是产生无功功率的主要原因，变压器产生的能量消耗占整个系统的绝大部分。当机械用变压器处于空载状态时，产生的无功功率损失相当大，所以在优化工厂供电设备时，要重视变压器的选择。选择合适的变压器应用在供电系统中。全方位考虑变压器的选择是否真正合理，是否起到减少无功补偿的作用。经过细致的考虑有效提高供电系统的自然功率因数。例如选取T8-12变压器无功功率补偿容量，使用的形式是TCR+FC。变压器对工厂的供电设备进行无功补偿可以提高供电质量，可以减小供电系统电能的损耗，可以确保供电的安全。通过采用设备的无功补偿，相关的操作也变得简单方便。使用同步补偿器，不仅可以做到有效的无功补偿，还可以防止设备在运行中产生谐波影响，对于产生的无功功率实现有效吸收，进而实现供电系统的安全稳定运行。
（三）补偿容量的准确使用
补偿量决定了电力负荷的大小，在计算时求取补偿容量的大小时应该以最大负荷和基础参考，使用的数值是最大负荷月平均值，计算出有功功率和无功功率，补偿容量的大小还取决于补偿前的功率因数和补偿后要达到的功率值。确定补偿容量之后，要采用分组补偿的方式，还需要解决补偿容量的合理分配问题，其中并联电容器的分配要以功率损耗值达到最小为原则，配电馈线的布局要使负荷电流在并联回路中，电阻的功能损耗值达到最小。补偿容量的计算不能按固定补偿平均有功功率进行计算，这样会使实际运用过程中出现最大负荷补偿容量不足的情况，因此在计算时使用的是最大负荷数值，也是有功功率数值，进行计算。当采用的无功补偿装置是电力电容器时，适宜使用就地补偿的方式，对于低压部分的无功功率，适宜使用低压电容器进行补偿，采用的的方式是低压集中自动补偿。
总结：综上所述，工厂供电系统无功补偿技术研究有着重要的意义，在实现的过程中合理选择无功补偿的方式，准确计算出补偿电容，合理使用变压器，变压器的无功补偿装置在设计时要选好基本形式，确定工作方式，计算出补偿电容值，实现供电系统的节能高效率运行。总之无功补偿技术具有良好的应用前景，要大力实现供电系统无功补偿技术投资少、运行安全、使用方便的目标。
参考文献：
[1]王娟娟.关于工厂供电系统无功补偿问题分析[J].施工技术，2017，46（S2）：1490-1492.
[2]王贺，商立群，崔姝浩.煤矿矿井供电系统无功补偿技术的应用分析[J].安徽电力，2016，33（04）：67-71.
论文作者:张美军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/19
标签：供电系统论文; 工厂论文; 功率论文; 功率因数论文; 电能论文; 变压器论文; 方式论文; 《电力设备》2018年第17期论文;