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摘要：依据用电设备的功率因数，可计算输电线路的电能损耗。通过现场技术改造，可使低于标准要求的功率因数达标，实现节电目的。本文分析了无功补偿的作用、无功补偿技术的方法和补偿容量的计算方法，着重论述了无功补偿对节能降损的重要作用。结合实例说明采用无功补偿技术，提高供电系统和用电设备的功率因数，已成为节能降损的一项重要措施。
关键词：功率因数；无功补偿；节能降损；重要作用
1配电网的无功补偿
配电网的无功补偿主要有4种方式，包括：变电站集中补偿、中压线路无功补偿、配电变压器低压补偿和用电设备分散补偿。
1.1变电站集中补偿
通过变电站集中补偿能够平衡输电网的无功功率，改善供电系统终端变压器的母线电压，从而提高输电网的功率因数。所用到的补偿设备主要是静止和并联补偿器，一般适用于变电站35kV的母线，集中补偿具有管理和维护方便的特点。通常是在变电站建立无功综合控制系统，主要需要并联电容器组和有载调压抽头等设备。运行过程中，由于投切操作会影响电容器开关和分接头的使用寿命，所以应尽可能的减少抽头调节和电容器组的开启次数。
1.2中压线路无功补偿
由于很多公用变压器未安装低压补偿装置，造成较大的无功缺额，输电线路传输无功会加重配电网的网损，这就需要用到中压线路无功补偿。中压线路无功补偿是通过在线路电杆上安装电容器，主要有单点或者多点电容器补偿等形式。该技术主要适用于供电半径较长、负荷较集中的中压馈电线路，能对安装点前端线路的无功功率进行有效补偿，具有投资小、见效快、补偿效率高且便于管理和维护等优点。但其一般采用固定补偿方式，适应能力较差。
1.3配电变压器低压补偿
配电变压器在负载率小于40%或空载时的空载励磁无功是配电网中无功负荷的主要部分，低压补偿能够有效改善用户的电压质量和降低配电网损耗，是最普遍的补偿方法之一，其主要采用微机控制和跟踪负荷波动分组投切电容器的方式补偿。该方法具有能大大提高配电变压器的功率因数，改善电压质量等优点，但由于配电变压器数量众多，且安装地点分散，其缺点主要是补偿设备较多、投资较大、管理和维护成本较高等。尤其是对于面向广大工厂用户的专业变压器，全部安装低压补偿装置不太现实。
1.4用电设备分散补偿
小区居民用电、企业厂区用电等低压用户需要大量的无功功率，针对用电设备终端进行无功补偿，能有效降低损耗和维持电压稳定。对于企业或厂矿这类容量较大、负荷平稳的用电设备，应该单独就地补偿，例如工厂中的电机；对于小区居民这类用电荷小、分散性强、且使用时间不固定等用电设备，需要使用具有智能型控制、易安装、成本低、功能完备等优点新型的无功补偿装置。用电设备分散补偿方法因其投资较大、管理较难，目前还未广泛使用，加大宣传力度，提高人们对分散补偿重要性的认识，并研发更简易的补偿装置是未来的发展方向。
2配电网无功补偿原则
对配电网进行无功补偿应注意以下原则：
（1）全网平衡与局部平衡相结合原则，既要做到全网的总无功平衡，又要能满足分线和分站的无功平衡。
（2）集中补偿与分散补偿相结合原则，以分散补偿为主，集中补偿为辅。要根据配电线网的具体情况，比如供电半径、负荷量等，来合理确定补偿方案。对负荷集中的地方进行就地集中补偿，如对变电站进行大容量集中无功补偿；对输电线路、配电变压器以及用电设备还要进行分散补偿，如图1所示，某配电线路中低压综合无功补偿方案。
（3）低压补偿和高压补偿相结合的原则，以低压补偿为主，高压补偿为辅。
（4）降损与调压相结合，降损为主，调压为辅。
3无功补偿的一般方法
工业企业中常用的电容器补偿方式有三种:集中补偿、分组补偿和单个补偿。企业电力系统的补偿方式的选择，要视企业的具体情况而定。
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3.1集中补偿
集中补偿是将电容器组集中安装在车间变电站的低压侧母线上，这种补偿方式能补偿变电所低压母线以前包括变压器及其前面高压线路和电力系统的无功功率。
优点是电容器利用率高，能减少电网和用户变压器及供电线路的无功负荷。缺点是不能减少用户内部配电网络的无功负荷。
3.2分组补偿
分组补偿是将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上，它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除，也就是再实际中将电容器分别安装在各车间配电母线上。
优点是电容器利用率较高且补尝效果也较理想(比较折中)。
3.3单个补偿
单个补偿是将并联电容器组装设在需进行无功补偿的各个用电设备旁边。但这种补偿方式总的投资较大，而且电容器组在被补偿的用电设备停止工作时，它也将一并被切除，因此利用率较低。这种补偿方式特别适于负荷平稳、经常运转而容量又大的设备。
4配电网无功补偿应注意的问题
合理的无功补偿能够减少配电网的无功流动，提高配电网的功率因数，同时也能起到稳定电压改善电能质量的作用，这些都有利于降低电网损耗。但在无功补偿过程要注意以下问题。
4.1过补偿问题
无功补偿时如果投入的电容器容量过大，会造成无功向电网倒送，无功倒送可以引起电压过高，电压合格率降低，危害电网与用电设备的安全运行，增加网损。电容器自动投切装置是预防过补偿的最普遍的方法，通过检测电网中负荷的变化，实现自动投切电容器组；另外，在设计无功补偿装置时限制补偿容量，并在运行时加强对电容补偿装置的监视，出现负荷变化时及时投切电容器组也是防止过补偿的一种方法。
4.2谐波问题
谐波污染不仅会危及电网和用电设备的安全运行，造成极大的电能损耗，还可以直接产生无功功率。谐波电压的存在能够使无功补偿电容器产生大量的谐波电流，甚至产生谐振，导致电容器出现过载或无法正常运行的现象，使基波无功得不到正常补偿，造成功率因数下降。需要按“谁干扰，谁污染，谁治理”的原则对谐波源进行当地治理。如在低压侧加装PPF或APF电力滤波器，增加电网的短路容量等方法都能降低谐波的危害。
4.3电压调节方式带来的问题
有些无功补偿设备是依据电压来确定无功投切量的，这有助于保证电能质量，但对配电网系统却并不可取。线路电压的波动是由无功量变化引起的，但电压水平是由配电网系统情况决定的。当线路电压基准偏高或偏低时，无功补偿若根据电压来确定无功投切量，就可能出现与实际需求相差很大的现象，进而出现无功过补或欠补。所以对于配电网的低压侧进行无功补偿时，应重视补偿设备对系统侧的影响，进而制定出合理的补偿措施。
4.4补偿方式问题
无功补偿的出发点是就地补偿且不能向系统倒送无功，既要注意提高功率因数，也要立足于降低配电网的损耗。因此，在进行无功补偿时为了避免补偿方式带来的问题，加强配网系统无功潮流计算和理论线损计算是一种必要的手段，为合理规划无功补偿和设置补偿点提供一定的理论依据。
5结束语
相比配电网网架结构、增加导线面积、缩短供电半径等节能降损措施，无功补偿具有投资少、见效快、综合效益高等优点。根据配电网的实际运行情况，因地制宜地选择合理的无功补偿方案，能改善配电网的无功潮流分布和电压质量，可以大大提高线路和变压器的输送能力，降低线路和用电设备的损耗，提升用户满意度，为供电企业带来良好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]曹瑞.配电网无功补偿现状分析与应用研究[D].北京：华北电力大学，2010.
[2]孔舒红.配电网节能降损的技术措施分析[J].电气时代，2014（01）：59-61.
[3]郭秀钦，郭大庆，张永新等.配电网节能降损优化改造方案的研究[J].电力电容器与无功补偿，2014，35（2）：43-48.
论文作者:辜春花
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/4
标签：电容器论文; 电压论文; 设备论文; 配电网论文; 功率因数论文; 低压论文; 线路论文; 《基层建设》2018年第33期论文;