（青岛石化检修安装工程有限责任公司 266042）
摘要：针对目前低压配电系统功率因数较低，严重影响低压配电系统供电质量的问题，文章首先分析了在低压配电系统进行无功补偿的原理和原则，其次探究了无功补偿技术在低压配电系统的具体应用，最后研究了在低压配电系统进行无功补偿时补偿容量的确定方法，期望能为实际进行无功补偿提供一定的借鉴。
关键词：无功补偿技术；低压配电系统；应用
引言：把无功补偿技术应用到低压配电系统中，不仅可以确保电流的稳定性能，还能在一定程度上提高配电系统的运行效率，从而为电力部门带来一定的经济效益。在电力运行的规律中可以了解到，在供电系统的电流配送中使用无功补偿技术，在保证电压稳定性能的基础上还能减少能源的损耗，从而提高配电系统的工作效率。
1.低压配电系统无功补偿的原理和原则
1.1低压配电系统无功补偿的原理
通常情况下，无功功率是指没有消耗，完全是把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，另外这种能量还可以与电能进行周期性的转换。在配电网中，如果电流在电感元件和电容元件中做功，会导致电流和电压出现不同的相，其中电感元件会使电流比电压超前九十摄氏度，而电容元件会使电流比电压落后九十摄氏度。在同一组电路中，电感电流与电容电流二者的方向完全不同，如果在这种状态下在电磁元件电路中安装与之相符的电容元件，则电感电流和电容电流二者会完全抵消，从而提高整个配电网的做功性能，以上的原理就是无功补偿的原理。下图为无功补偿的原理图。
1.2低压配电系统无功补偿的原则
在低压配电系统中如果使用无功补偿配置则需要遵循以下三点原则：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。在一般情况下，低压配电网络在应用无功补偿时，都会以局部和分散补偿为主，整体平衡和集中补偿为辅，同时与电力部门和用户补偿结合在一起进行设计，这样可以减少无功功率在低压配电网中的输送，从而达到就地补偿和平衡的目的。
2.无功补偿技术在低压配电系统的应用探究
2.1通过无功补偿能够有效减少低压配电系统输电线路的功率损
低压配电网在补偿前后，系统的有功功率为固定值，在对系统进行无功补偿后，会得到一定程度的提高，即补偿后略微大于，为了研究问题的方便，可近似认为补偿前后的电压相等，此时可以得到：，据此能够求出对低压配电系统进行无功补偿后，线损减少的百分数可表示为：；若补偿前后系统的功率因数从0.70～0.85增加到0.95，根据线损减少的百分数公式可知低压配电系统的有功损耗将降低20%～45%。
2.2无功补偿能够减少企业的开支
为了合理利用电能，国家对不同性质的企业收取不同的电费，同时对于功率数值的要求也存在差异，所以，很多企业为了节省电费开支，在其低压配电系统增加无功补偿，这样不仅能减少机器产生的电能损耗，也能节约电费开支，降低企业的生产成本。。
2.3 能够提高电力设备的利用率，增加电力供应
对低压配电网电力设备来说，在用功功率一定的条件下，若功率因数得到一定程度的提高，负荷电流就会出现一定程度的下降，此时在向负荷传送功率时所经过的电力设备都增加了一定的功率储备，满足了负荷增长的需要；若低压配电网已经过载，随着功率因数的增加，输送无功会出现一定程度的减小，能使低压配电系统不再过载运行，充分发挥原有电力设备的潜力；对于处于设计阶段的新建企业所建的低压配电系统来说，进行无功补偿能够降低设备容量，减少成本，在一定程度上还能减小所选变压器的容量。
3.低压配电网无功补偿的方法
3.1随机补偿
随机补偿主要是把低压电容器组和电动机连接在一起，再通过控制、保护装置与电机进行同时投切。一般情况下，随机补偿比较适用在对于补偿电动机的无功消耗上，这种方式能够最大限度的控制用电单位的无功负荷。随机补偿的优点有很多，用电设备在运行时无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也随之推出，并不需要不断的调整补偿容量。另外，随机补偿还具有投资少、占用面积小、安装简便、配置灵活、维护简单、发生事故概率较低等特点。
3.2随器补偿
随器补偿主要是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的一种补偿方式。配电变压器在轻载或者空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配电变压器空载无功是用电单位无功负荷的主要部分，对于轻负载的配电变压器来说，这部分损耗占供电量的比例很大，从而增加了电费的单价。随器补偿的优点主要有：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配电变压器空载无功，限制电网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配电变压器的利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，是当前补偿无功最为有效的手段之一。
3.3分散补偿
输电过程的最后环节是用户，在用户终端进行分散补偿，提高电压利用率的同时还使得用户的电器保持在稳定的电压范围之间，降低了电气的破坏率。在用户终端进行分散补偿是很有必要的，它能够减少成本、节约资源，还能够对一些大容量电器进行单独补偿，有很大的发展空间。因此，在用户终端使用分散补偿，可以有效的提高电压的可利用率。这种补偿方式，能够很好的释放电压系统的能量，使供电能力有所提高。同时，还能够将电压稳定在一定的范围内，保护了用户的电器等设备。除此之外，这种方式还能够很好的减少线路的损耗值。
终端分散补偿的主要做法是，使用一种对终端进行无功补偿的装置来释放电压的能量，同时保持电压的稳定性，这样不仅可以减少线路的电量损耗，还能在一定程度上提高供电能力。
总体来说，在对低压配电系统进行无功补偿时，要根据线路的自身特点来选择合适的方法，并设计出适合的运行模式以提高低压配电系统的效率。与此同时，在低压无功补偿的运用中，还需要注意以下三点内容：第一，补偿与工作同时进行，降低损耗。先把低压电容组和电机连接在一起，然后进行电力输送，这样使低压补偿和电机工作同时进行，既减少了电流在流通过程中产生的损耗，又提高了电流的工作效率。第二，和变压器连接，补偿无功损耗。在工作时通过低压保险把低压电容器接到变压器的两侧，这样可以对配电变压器进行无功补偿，同时还可以补偿变压器在运行过程中带来的损耗。第三，随时补偿，稳压供给。无功补偿装置在补偿的过程中可以用作保护装置，可以把低压电容器组补偿在母线上，这样就能够很好地进行两种补偿，既满足补偿的要求，同时还能够稳定电压，达到减少损耗的作用。
4.无功补偿的效益
由于目前企业的数量较多，使得容量大小不等的感性设备接于电网中，导致平均功率因数在0.70-0.85之间。消耗的无功约占消耗有功的60%-90%，如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗仅占有功消耗的30%左右。由于减少了电网无功的输入，所以会给用电企业带来效益。另外，提高功率因数对企业的直接经济效益是显著的，国家大力倡导节能减排，在电价制度中，企业用电的功率因数低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应的减少电费。由此可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义。
5.结语
综上所述，在低压配电系统中运用无功补偿技术后给电网带来明显的好处，这种无功补偿方式不仅能提高低压配电系统的功率因数，还能有效地降低损耗，确保供电质量和可靠性，同时也提高了用电企业的工作效率和投资成本。
参考文献
[1]王春光.民用建筑配电系统谐波污染及其抑制方法——访北京市建筑设计研究院副总工程师姚赤飙[J].电气应用,2010(3).
[2]郝振荣，王小兰，史源香，等.环山西区域气象探测数据综合显示系统[A].第27届中国气象学会年会重大天气气候事件与应急气象服务分会场论文集[C]，2010.
论文作者:张迎林
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/29
标签：系统论文; 低压配电论文; 功率因数论文; 低压论文; 电流论文; 变压器论文; 电压论文; 《电力设备》2017年第7期论文;