摘要：为了确保输配电网系统的正常运行，提高有功功率的利用率，有效地控制电损，一般选择在低压配电网中安装电容器无功补偿装置。伴随国家科学技术的进步，市面上涌现了各种各样的无功补偿装置，让低压电网的节能效益更为显著。
关键词：低压电网；无功补偿；优化
1低压无功补偿的合理配置原理、原则
1.1无功补偿的合理配置原理
该技术采用的传输技术是较为先进的总线数据传输与多重单片机控制技术，投切电容器的动态开关选择的是可控硅，一旦有命令下达时，固态继电器两端电压便可由过零投切模块检测出来，而固态继电器的使用条件是电压为零的状态，它的使用可免受涌流的冲击。固态继电器在合上接触网后便会断开。投切控制电容器的原则便是依照“在保证电压不越限的前提下，使受电端从系统中吸收的无功最小”来开展。
1.2无功补偿的合理配置原则
（1）互相结合用户与电力部门补偿。用户在配电网络中大约消耗50%~60%的无功功率，而剩下的无功功率便是在配电网中消耗的。其中，选择就地补偿的方式可有效地避免无功功率在网络上进行输送，实现就地平衡，此种方式需要用户以及电力部门进行共同补偿。（2）互相结合调压与降损功能，主要在于降损。在无功补偿上选用并联电容器的目的便是达到就地平衡无功电力的作用，对网络上的无功损耗进行有效的降低。同时也可使用分组投切的方式来合理调整电压，实现辅助补偿。在通常情况下都是先实现降损后再进行调压。（3）互相结合集中与分散补偿，主要是进行分散。对主变压器自身无功损耗的补偿便是集中补偿，它可以对变电所输电线路的无功电力进行有效的降低，以此来实现降低供电网络中的无功损耗，但是需要注意的是，它不会影响配电网中的无功损耗。因此，为了减少线损，就应该将补偿同步做在无功功率发生的地方，也就是实现中低压配电网分散补偿。（4）互相结合局部与总体平衡，主要是局部平衡。局部地区的无功电力会因为不合理的补偿位置、补偿容量以及布局而不能实现就地平衡，那么分区与分区之间的无功电力便会持续交换并进行长途输送，从而导致电网以及功率损耗持续攀升。所以，我们应以平衡为基础，对局部补偿方案进行充分研究来得到最优化的组合，进而将最佳补偿效果发挥到极致。
2无功补偿方式的分类
2.2低压就地无功补偿
根据具体用电设备无功的产生量将单台或多台低压电容器组与用电设备并连，通过控制、保护装置与电机同时投切。随机吸收电感性设备的无功能量，转换成有功能量反送回电感设备。其优点包括：从源头上转化了无功能量，能够减少大量的线路损耗能量，提高配变利用率，降低了视在功率；用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出；单个设备、占位小、安装容易，真实有效地减少大量的视在功率，节电（节能）效果显著。其缺点包括：一次性投资金额较大；负荷的变化补偿量也要跟随改变，对自动补偿控制器的响应要求高，而且如果要精确补偿，补偿电容就不能过高，造成加一组就过补偿，减一组又不够现象；不容易测量单机节电效果，只有所在变压器系统内的所有感性设备都加装低压就地无功补偿，才能够真实地测量到节电效果。
2.2低压集中、分组无功补偿
将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。其优点包括：补偿无功能量对变压器的“涡流效应”引起的配变利用率过低，在一定程度上提高配变利用率；同时对无功能量起到阻隔作用，防止无功能量闯入上一级电网造成电压的波动，降低网损。其缺点包括：低压集中无功补偿，对于企业投资大而收益少，主要起到的是对低压侧无功的阻隔作用，对上游电网的贡献大，社会效益大，对企业节约电费成本非常有限。
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2.3中压集中无功补偿
将并联电容器组直接装在变电所的6～10kV中压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以减少对电力系统无功的消耗，并可以起到一定的补偿作用；补偿装置根据负荷的大小自动投切，从而合理地提高用户的功率因数；对无功能量起到阻隔作用，防止无功能量闯入上一级电网造成电压的波动，降低网损，保护上游电网。同时便于运行维护，社会效益重大。
3低压无功补偿装置的选择应注意的问题
3.1低压无功补偿控制器我
功率因数自动补偿控制器可以将其采样到的电流、频率、电压、功率因数、有功功率、无功功率、谐波含量、温度等信号通过通讯接口传送到其它外部设备。当功率因数达到指定值时，停止投切。在投切时，能自动进行不同的顺序投切，有相应的间隔时间。一般有两种模式，手动投切和自动投切。无功补偿控制器作为无功补偿的核心，具有很重要的地位。其还有拓展功能，例如：过电压保护、温度控制功能等，还可以通过开关量输入接入PLC系统。
3.2电容器
电容器应用时要求有保护装置，如内熔丝，外熔断器，继电器等。对于有涌流的场合，选0.1%~1%的电抗器。对于有谐波的场合，如有5次及以上的谐波，取4.5%～6%的电抗器；当有3%及以上的谐波时，要用12%电抗器。电抗器的额定电流不应小于所加连接的电容器组的额定电流，其允许的过电流值不应小于电容器组的最大过电流值。电容器就满足在45℃环境温度下长期运行。温度高，将导致电容器在高温下发热，从而膨胀、漏液。电容器一般在1.1UN条件下能长期运行。但如超过1.15UN，运行时间不超过30分钟。如在电压不稳定的场合，就选取电压等级高的，如原先选用0.4kV的可改选为0.45kV的。这样可以延长电容器的寿命。电容器一般要求有内装的放电电阻。这样可以不受安装地点的限制而能可靠迅速地放电。电容器在实际投切时，一般采用分级分组投切。补偿级数越高，补偿的精度越高，但随着补偿级数的增加，装置的成本会大幅度提高，而且装置外箱也会变大。
3.3投切开关的选型
电容器在投入系统的时候，会有一个无穷大的电流在极短的时间内，流入电容器中并将电容器的电压充电到与供电电压相等。这个把电容器投入时伴随的这个大电流我们通常把它叫做“涌流”，这个涌流不仅会对系统会造成不良的影响，还会对电容器造成不利影响。因此，希望限制这个涌流，其中的办法就是对电容器投切的开关进行专门的设计。低压无功补偿装置中有一个关键的元器件特别容易出现损坏故障，这就是投切开关，这个元器件目前有三种产品，分别是电容器投切专用接触器、晶闸管和复合开关。其中，接触器长期运行不发热，但其存在频繁投切容易烧坏触头和投切产生涌流的缺点；晶闸管投切无浪涌且响应速度快，但其存在投切产生谐波和长期运行发热烧坏的缺点；复合开关基本工作原理是将晶闸管与接触器并接，当电容器投入时，晶闸管开关先通，然后接触器接通，而后再断开晶闸管开关；电容器切除时，晶闸管开关先通，然后接触器断开，再断开晶闸管开关。复合开关具有晶闸管过零投切和接触器无功耗的优点，还可扩展很多的保护功能。所以复合开关是未来发展的主要趋势。
4结语
综上，无功功率对现代低压电网的运行产生较大的影响，有效地采用无功补偿方式可以更好地控制输配电系统的电损，确保用电设备的电压一直处于稳定状态，达到较好的节能效果。为此，电网企业管理者及相关工作人员必须对此保持高度重视，并根据实际情况，在电网中采取有效的无功补偿优化措施，提升电网企业开采效率。
参考文献：
[1]许文忠，郭庆俊，谷世栋．浅析低压配网无功补偿配置技术[J]．电子制作，2017（18）：93-94．
[2]孙亚坤，孟浩．浅析低压配网无功补偿配置技术[J]．山东工业技术，2017（5）：168．
论文作者:王均华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/29
标签：电容器论文; 低压论文; 接触器论文; 晶闸管论文; 电网论文; 电压论文; 功率论文; 《基层建设》2019年第22期论文;