摘要：电力系统无功电压管理工作也成为电力系统运行管理的一个重要环节。其中无功补偿对电网的安全、优质、经济运行具有重要作用。合理选择无功补偿方案和补偿技术意义重大，补偿工程也有很多问题值得认真分析和思考。
关键词：无功补偿；配网节能降耗；运用
引言：在配网中，为了减少无功功率的损耗，可以安装无功补偿设备，比如：并联电容器，这样在电路运行时，无功补偿设备就会对电抗进行自动感应。引起无功功率损耗的主要方式为：在电网运行时，线路中会存在无功功率，电网电源就将此无功功率提供给感性负荷，从这里可以看出，变压器和线路在输送电的工程中会产生无功功率，进而发生电能损耗，通过安装相关设备将此损耗降到最低的方式为无功补偿技术。在电网中，无功补偿设备具有降损节能的作用，其优点为投资成本低、效益高，还可以不断提升功率因数，因此无功补偿技术值得在配网中推广与应用。
1无功补偿概述
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要向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装完成并联电容器等无功补偿设备之后，可以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。基于降低了电网中的流动的无功功率，这时可以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，这就是所谓的无功补偿。无功补偿技术的应用可以很好地提升功率因数，是一项具备投资少、收效快速特征的降耗节能措施。
1.2无功补偿的原理
提供电感负载补偿的无功功率有两条途径：一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。如果由输电系统提供，则设计输电系统时，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率；同时由输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而由补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低无功损耗，提高功率因数。在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。
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，为了达到减少无功传输导致的不利影响的效果，可以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，之后就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，这样不仅减少网络产生的压降耗失，同时还能减小网络运行过程中产生的线损，可谓一举两得。
2无功补偿在配网节能降耗中的运用
2.1补偿点的确立
为了实现配网的无功补偿，首先应该对补偿点进行有效的、合理的确定。在线路运行中，对无功补偿进行计算的方法有很多，比如相对分析法、动态规划法和有功均匀分布法、无功均匀分布法，其中最适合10kV配网的为无功均匀分布法，其具有实用性、简便性、适用性等优点。根据无功均匀分布法原则可以看出，最佳的补偿点为三分之二处，在此点无功补偿会达到最大值，但是其在实际计算中，对前提条件要进行设定，需要假定线路是无功时均匀分布的，但是实际线路运行并不是这样的，其分布状态是不均匀的，有的差距非常大，可以达到400m左右，因此为了与实际吻合，进行理论计算之后，必须对其进行修正。对于整个线路来说，可以将补偿点确定在三分之二处，但是其并不能对整个线路实现无功补偿，也只能是就近补偿，因此剩余的部分就落在了变电站上，在补偿过程中，主要分为三段来进行，中间和末端由补偿点来实现，而变电站就为前端提供损耗，尽量将无功补偿发挥到最大，从而有效降低电压、电能的损耗。在实际中对于补偿点的确定，主要是依靠节点的位置，简而言之，节点确定了，补偿点也就确定了。
2.2合理选无功补偿设备
无功补偿设备的选择一定要注意其性能特点。有条件的应尽可能选择带有自动投切装置的设备。其次，应注意设备的过电压能力和耐受短路放电的能力。另外，还应注意电容器的抗涌流能力以及环境温度差别等因素。
2.3合理选择投切开关
为了电容器的良好运行，在选择投切开关时，也要注重实用性与合理性，避免电流过大对电容器的冲击，如果冲击的次数过多，就会对电容器造成损坏，降低了电容器的有效使用时间，就会造成设备的浪费，增加电力运行的代价。在实际的工作中，应用最多的就是晶闸管投切电容器，其有效避免了直接接触的问题，但是其缺点也是很明显的，功率损耗非常大，为了避免此问题，对其进行安装时，必须配合散热器、风扇来使用，达到散热、通风的目的，这样一来，电容器的体积就会有所增加，由于电容器中附加的装置比较多，那么就提高了运行的不稳定性，装置越多，耗能量就会不断增加。为了解决此问题，智能化的复合开关就诞生了，其体积非常小，在处理线路故障时非常灵活，具有自动化功能，而且可靠性也比较高，对于恶劣、复杂的环境也能很好的适应，具有很好的耐用性，在选择投切开关时值得推广与应用。
2.4注重谐波的问题
无功补偿所应用的电容器本身具备一定的抗谐波能力，但同时也有放大谐波的副作用。谐波含量过大时，会对电容器的寿命产生影响，甚至造成电容器的过早损坏，由于电容器对谐波的放大作用，将使系统的谐波干扰更严重。另外，动态无功补偿柜的控制坏节容易受谐波干扰影响，造成控制失灵，因而做无功补偿时必须考虑谐波治理，在有较大谐波干扰，又需要补偿无功功率的地点，应考虑增加滤波装置。
2.5合理确定无功补偿容量
补偿容量是由电力负荷、补偿前以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（tg
1-tg
2）。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；tg准1是补偿前的功率因素cos
1的正切值；而tg
2则为补偿前的功率因素cos
2的正切值。另外，我们必须要适当注意cos
2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。因为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，所以，采取措施防止向系统倒送无功功率是至关重要的。
结束语：综上所述，无功补偿是日常运行中最常用、最有效的节能降损技术措施。在电网的实际运作中，无功补偿设备具有适用性、实用性及有效性，是一项高科技的节能降损技术，能有效降低配网中电能的损耗以及线路的损耗，可以有效改善用户的用电质量，提高供电的可靠性与安全性。因此，在10kV配网的运行中，无功补偿技术发挥着重要的作用，在实际工作中值得借鉴与应用。
参考文献：
[1]周星.10kV及以下配网电容无功补偿及节能分析[J].低碳世界，2016（22）：88-89.
[2]万炽光.配电变压器无功补偿容量配置方法[J].河南科技，2015（23）：110.
[3]侯爽.打造智能电网促进节能降耗[J].石油石化节能，2015，5（08）：56-58.
[4]田晓民.中低压配电系统无功补偿优化解析[J].硅谷，2014，7（10）：172-173.
论文作者:吴寿达
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：功率论文; 电容器论文; 谐波论文; 电网论文; 线路论文; 设备论文; 功率因数论文; 《电力设备》2018年第16期论文;