（聊城供电公司 山东聊城 252000）
摘要:当前我国电力用户对无功的消耗量越来越大，而且也提出了越来越高的供电质量要求。通过输电网络来产生大量的无功负荷，不仅会对配电网造成一定的损耗，而且由于具有过低的功率因数，也会影响电压的质量。本文通过对中低压配电网的无功补偿原理进行简要的分析，对配电网中无功补偿装置的具体应用问题进行简要的探讨。
关键词:无功补偿；配电网；功率因数
在电力工业发展的过程中非常重视电网运行的稳定性和安全性，而要保障电网的稳定和安全运行就离不开电压支撑和无功支持。进一步提高供电质量和配电系统的功率因数是无功补偿的主要目的，与此同时通过无功补偿也能够使线路损耗得到进一步的减小。由于无功补偿具有收效快、投入少的特点，是一项应用广泛的节能措施。因此保持无功平衡对中低压配网无功补偿的优化配置进行加强具有非常重要的意义。
1.中低压配电网的无功补偿原理
以“就地平衡、分级补偿、合理布局、全面规划”是配电网无功补偿的基本原则，配电台区和变电站进行集中补偿，配电线路进行分散补偿，用户就地进行分散补偿，从而使无功功率能够实现分级平衡[1]。
1.1低压配电网无功补偿的原理
使用低压无功补偿技术来进行低压配网的无功补偿，主要使用3种方法：跟踪补偿、随器补偿、随机补偿。
①跟踪补偿。跟踪补偿使用的控制保护装置主要是无功补偿投资者装置，在大用户的0. 4 kV母线上安装低压电容器组进行补偿，对大于100 kVA的专用配件用户比较适用，具有较好的补偿效果。其优点在于具有较小的运行维护工作量，运行方式也比较灵活、具有较高的可靠性，而且运行寿命相对较长。然而其需要较大的首期投资，控制保护装置比较复杂。从总体经济投入方面来看，属于一种较好的无功补偿方式。
②随器补偿。随器补偿主要是在配电变压器的2次侧接入低压电容器，从而对配电变压器的空载无功进行补偿。在空载或轻载时变压器的空载励磁无功是配变的无功负荷，也是用电单位主要的无功负荷。这部分损耗在轻负载配变的供电量中占有的比例较大，对无功补偿的需求量也较大。随器补偿的优点在于维护管理比较便利、接线模式比较简单，而且能够对配网的无功负荷进行有效的限制、对配变空载无功进行有效的补偿，从而使配变的利用率得到提高，无功网损也得到降低，因此经济性较好，是一种行之有效的无功补偿手段[2]。
③随机补偿。随机补偿主要是应急电动机和低压电容器组，然后同时投切电机和保护装置、控制装置，主要是对电动机的无功消耗进行补偿。随机补偿主要是补励磁无功，能够对用电单位的无功负荷进行限制。但是电机的空载无功应该大于补偿无功。随机补偿的优点在于一旦用电设备停止运行，补偿设备也会随之退出，不需要对补偿容量进行频繁的调整，因此安装比较容易，占位小、投资少，产生故障的概率低。
1.2中压配电网的无功补偿原理
中压配电网的无功补偿主要包括10 kV线路分散补偿和变电站10 kV母线集中补偿。
①10 kV配电线路分散补偿。这种补偿方法主要是将电容器安装在线路的电杆上，实现多点或单点的电容器补偿。一般情况下多点补偿主要是分段分支线补偿，适用于线路较长、分支较大、具有较低的负载自然功率因数的线路。单点补偿大容量一般为2/3的无功负荷，安装在2/3的线路首端处。
可以以线路的最小无功负荷和平均无功负荷为基础来计算配电线路的补偿容量。如果最小无功负荷不大于2/3的平均无功负荷，就可以考虑安装固定的补偿装置，补偿容量根据最小无功负荷来确定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果线路中出现了较大的无功负荷点，还要对其进行考虑。要考虑到容器的有功损耗、运行环境、涌流、耐受短路放电能力和过电压能力来综合选择电容器，一般情况下每组补偿装置为100-200 kvar。
②变电站10 kV母线集中补偿。集中补偿的装置包括静止补偿器、同步调相机和并联电容器，安装位置是变电站的10 kV母线，主要作用为对输电网的无功功率进行平衡，从而对高压输电线路的无功损耗和变电站主变压器的无功损耗进行补偿。
2.在中低压配网中应用无功补偿装置
无功补偿装置包括静止无功补偿器、同步调相机、串联电容器、并联电容器等，本文主要介绍的是静止无功补偿器和并联电容器。
2.1静止无功补偿器
与调相机相比，静止功补偿器是由不同类型的电抗器和电容器组成的一种功补偿装置，能够对感性无功功率和容性无功功率进行平滑或迅速的调节，从而进行动态补偿。为了避免一部分配网中的重负荷的投切而引起无关功率的剧烈变化，以及，冲击性负荷造成的电压波动，可以使用静止无功补偿器来进行调节。静止无功补偿器还可以对配电线路的功率因数进行有效的控制，同时对三相之间的波动性不对称负荷进行平衡。主要有两种静止无功补偿器的基本类型：晶闸管投切电容器、晶闸管可控电抗器。
①晶闸管投切电容器。晶闸管投切电容器主要是将3到4组电容器投切到系统母线上，主要是运用双向开关，双向开关是由反并联晶闸管构成的。晶闸管投切电容器能够对电容器的全投入或全切除进行控制，主要是使用整数半波控制的方法。这种补偿方式主要是利用晶闸管可快速通断的功能，提高了电容器的响应速度。要达到无功补偿的目的，就必须在交流电压最大值的刹那由晶闸管触发导通，从而避免出现较大的合闸涌流。可以将阻抗值较小的串联电抗器加入到电路之中，从而对误操作造成的浪涌电流进行限制[3]。
②晶闸管可控电抗器。作为一种模拟无级调节电抗器，晶闸管可控电抗器的优点在于能够平滑和迅速的实现感性无功功率的调节。使用双向或三端双向晶闸管开关连接交流电源。电感具有储能作用，一旦导通晶闸管要关断就只能等回路电流过零时。如果没有关断其中一个晶闸管，就不能对另一个晶闸管进行触发导通。
除了以上两种静止无功补偿器的结构形式之外，在实际操作过程中，还可以使用组合型的静止无功补偿装置。例如直流励磁饱和电抗器静补装置，其是由可变电感和固定电容并联构成的[4]。
2.2并联电容器
作为一种使用最为广泛的无功补偿装置，并联电容器只能对固定的无功电容进行补偿，其缺点在于无法进行无功的平滑无级调节，仍然属于有级的无功调节补偿方式。其三相系统的主要形式有星形接线和三角形接线两种接线方式。星形接线又包括双星接线和单星接线。
在用并联电容器时，首先要对其接线形式进行合理的选择。在配网规模扩张的过程中，很容易出现短路电流，因此不再适合使用传统的三角形接线方式。星形接线方式能够解决电容器的群爆问题，提高电网运行的安全性。星形接线方式比较适用于具有较大的电网容量的区域供电网络。三角形接线方式则比较适用于补偿容量较小或者地方小电力网的电容器组，三角形接线也比较适用于380 V电容器补偿装置，而星形接线适用于10 kV供电系统的并联电容器组。其次还要计算并联电容器的补偿容量。
3.结语
事实证明，中低压配电网中应用无功补偿要取得良好的经济效益，在实际运行的过程中要注意一些技术问题，例如过补偿问题、谐波问题、补偿方式的问题和补偿装置上的电压调节方式的影响等等，选择最为合适的无功补偿方式，充分发挥其节能降耗的重要作用。
参考文献
[1]潘有萍.配电网无功补偿的若干问题探讨[J].中国新技术新产品. 2010(23)
[2]吕俊霞.电容器的常见故障处理方法与技术[J].电力电容器与无功补偿. 2010(04)
[3]王忠明.解析采用无功补偿装置有效提高配电网电能质量的技术[J].中国新技术新产品. 2010(05)
[4] 肖健,田铭兴.电力市场环境下的配电网中无功补偿方法的比较分析[J].电力学报. 2010(03)
论文作者:李麒,王和先,于雪光,王光明
论文发表刊物:《电力设备》2015年第9期供稿
论文发表时间:2016/4/20
标签：电容器论文; 晶闸管论文; 接线论文; 负荷论文; 装置论文; 低压论文; 线路论文; 《电力设备》2015年第9期供稿论文;