摘要：在配网的建设与发展中，为达到减少无功功率损耗的效果，可安装相应的无功补偿设备，最大限度地降低电网损耗。在电网的运行中，无功补偿设备可以很好地降低损耗，并节省能源的使用，其最大的优点是低廉的投资成本及高效的效益，同时，还可以不断提高功率因数，因此，无功补偿技术在配网中被广泛应用并推广。本文介绍了无功补偿的概述，并详细分析了配网节能降耗中无功补偿的应用。
关键词：配网节能；降耗；无功补偿
引言
在电网运行中，无功补偿设备具有适用性、实用性及有效性等特征，是一项高科技的节能降耗技术，不仅能有效降低配网中电能及线路方面的损耗，还可以科学合理的改善用户的用电质量，从而提高供电的可靠性与安全性。
1无功补偿的概述
1.1无功补偿的概念
电动机、变压器等是电网中的电力负荷设备，其大多数属于感性负荷， 且在电网运行的过程中需向这些设备提供相应的无功功率。 在电网中安装完成无功补偿设备后，可有效提供感性电抗所消耗的无功功率，并最大限度地降低电网电源向感性负荷提供的、由线路输送的无功功率。基于降低电网中流动的无功功率，可适当地降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。无功补偿技术的应用可以很好地提升功率因数，是一项投资少、收效快的降耗节能措施。
1.2无功补偿的原理
以下是提供电感负载补偿的无功功率的方式：1）通过输电系统提供。如采用这种方式提供，则要设计相应的输电系统，且在设计时，要全面考虑有功功率与无功功率。但由输电系统传输无功功率时，会在一定程度上增加输电线路及变压器的损耗，进而减少系统的经济效益。2）通过补偿电容器提供。当采取这种方式提供无功功率时，可避免由输电系统传输无功功率现象的出现，进而有效降低无功损耗，并提高功率因数。在电力网的运行过程中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，从而将电路中的无功功率降到最低，这时，视在功率将大部分用来供给有功功率，进而提升电能输送的功率。
1.3无功补偿的作用
无功传输对配网存在两方面的影响：1）会恶化电力用户电压水平；2）会导致网络线损的增加。因此，为达到减少无功传输导致的不利影响的效果，可通过将一定数量的电容器并入配网无功负荷集中处的方法实现， 之后由电容器向靠近的负荷点提供有效的无功功率，进而减少系统流入的无功功率，这不仅减少网络产生的降耗，同时还能减小网络运行过程中产生的线损。
2无功补偿方式的选择
2.1配电变压器低压补偿
配电变压器低压补偿是目前应用最普遍的补偿方法。由于用户的日负荷变化大，通常采用微机控制、跟踪负荷波动分组投切电容器补偿，且总补偿容量不等。其目的是提高配变用户功率因数，实现无功的就地平衡，降低配电网损耗和改善用户电压质量。配变低压无功补偿的优点是补偿后功率因数有所提高，但由于配电变压器的数量多，低压补偿装置安装地点分散、数量大，运行维护是需重点考虑的问题。
2.2变电站集中补偿
变电站集中补偿装置包括并联电容器、同步调相机、 静止补偿器等，主要目的是平衡输电网的无功功率，补偿主变的无功损耗，及补偿离变电站较近负荷的无功。变电站集中补偿有利于提高系统终端变电站的母线电压，减少变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。
2.3线路无功补偿
在10kV线路上采用自动无功补偿装置是有效减少无功电流在配电网线路上流动、降低线损、提高功率因数的方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆线路无功补偿装置安装在变电站补偿与配变低压补偿之间，主要补偿线路产生的无功与配变的空载及负载损耗，一般在线路配变较集中的分支安装，较低压无功补偿相对集中，在维护量及就近补偿间取得一个较佳的平衡，在保证补偿效果的同时又不增加维护量，对长线路及季节性负荷特征明显的线路尤其适用。
3配网节能降耗中无功补偿的应用
3.1合理确定补偿点
为达到配网无功补偿的效果，最重要的是合理有效的确定补偿点。在配网线路的运行过程中，可有效进行无功补偿相关计算的方法有许多，例如相对分析法、动态规划法和有功均匀分布法、无功均匀分布法，其中无功均匀分布法是最适合配网中的无功补偿计算，实用性、简便性及适用性是其特殊的优点。根据无功均匀分布法原则可知道，2/3处是最佳的补偿点，此处配网节能损耗中的无功补偿会达到最大值。因此，为实现与实际状况的相对吻合，在进行一定程度的理论计算后，必须修正与实际存在差距的地方。对整个配网线路来说，将补偿点设定在2/3处是最适宜的，但并不代表可以对整个线路实现无功补偿，其只能达到就近补偿的效果，所以剩余部分的补偿就落实到变电站上。 具体的补偿过程一般分为三个阶段，中间部分和末端由补偿点实现，而前端部分的损耗由变电站来提供，尽可能的将无功补偿的作用发挥到最大，进而有效降低电压、电能的损耗。
3.2合理确定无功补偿容量
补偿容量是由电力负荷、补偿前及要求补偿提高后的功率因数值共同决定的。其具体的计算公式如下：Qbch=Ppj（tgΦ1-tgΦ2）。式中，Qbch 为所需的补偿容量，单位是kvVar；Ppj代表最大负荷月的平均有功负荷，其单位为 kW；tgΦ1是补偿前的功率因素cosΦ1的正切值；而tgΦ2则为补偿前的功率因素cosΦ2的正切值。另外，必须要适当注意cosΦ2值的确定。当功率因数由0.95 提高到1时，所需的补偿容量迅速增加，且幅度很大，因此，将功率因数提高到1是不合理的，特别是对于高压线路补偿，将会出现投资大、收效一般的现象。同时要严防补偿过大，导致向系统倒送无功。因多余的无功功率会增强配网运行电压，进而威胁到设备的安全运行，并加大网络损耗，降低节能效果，因此，采取措施防止向系统倒送无功功率是至关重要的。
3.3合理选择无功补偿设备
在进行无功补偿设备的选择时，要全面考虑其适用性和合理性，同时，也要注意设备的性能特点。对于经济条件较好的供电单位，在选择投切装置时，要以自动化为主。但由于地理位置及经济水平的限制， 一方面在选择无功补偿设备时，必须要考虑到环境因素，同时，要提前对电压的承受能力进行必要的勘察，尽最大努力提高设备的耐用性。
3.4注重谐波的问题
无功补偿采用的电容器本身虽具备一定的抗谐波能力，但同时也有放大谐波的副作用。当谐波含量超过一定的标准时，会影响电容器的使用寿命，甚至会造成过早的损坏电容器。电容器会将谐波的作用在一定程度上进行放大，从而使系统的谐波干扰更加严重。另外，动态无功补偿柜的控制环节极易受谐波干扰，进而导致控制失灵，因此，在做无功补偿时必须要对谐波治理进行全面、谨慎的考虑，同时在有较大谐波干扰且又需要补偿无功功率的地点， 应考虑增加滤波装置。总之，无功补偿是日常的配网运行中最常用且最有效的节能降耗技术措施。
4结语
随着经济的发展及人民生活水平的提高，人们对电力的需求也在逐渐的加大，并对供电的可靠性及供电质量提出更高层次的要求。大多工业用电客户对于无功补偿的实行没有强烈的自觉性，配电系统中的无功补偿部分也都不完善，无法满足系统中需求较大的无功功率的要求，进而使得电压质量、供电线损不理想。实践证明，无功补偿在现阶段的供电发展中，仍然是降低供电线损的有效措施，且在配网的建设与改造中被积极地应用。
参考文献
[1]解丽君，刘天琪.无功补偿装置在配电网节能工程中的应用[J].中国高新技术企业，2016，（12）：71-72.
[2]李泳泉，李运龙.无功补偿装置在配电网中的应用[J].电力，2016，29（7）：57-60.
论文作者:周三山,尚健
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/16
标签：功率论文; 功率因数论文; 谐波论文; 负荷论文; 线路论文; 电容器论文; 变电站论文; 《电力设备》2017年第31期论文;