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摘要：本文从设备耗用无功功率、供电电压超出规定范围以及电网频率出现波动三个方面入手，对低压电网功率因数的影响因素展开分析，并针对无功补偿技术在低压电网中的应用策略提出具体建议。
关键词：无功功率；无功补偿；供电质量
引言
随着人们日常生产生活质量的提高和工业的飞速发展，电力系统中非线性设备日益增多，降低了电力系统的可靠性、稳定性以及负载和电网的功率因数。系统中传送的能量有一大部分不会被负载消耗，而是在输电线路中来回输送，使输电线路起始端形成了较大的电压降，导致负载端电压不足而影响供电质量。因此，提高功率因数，对电网进行及时、动态的无功补偿，是当前电力行业面临的重大研究课题。目前，无功补偿装置主要是同步调相机、机械投切的并联电容器组和大容量SVC。同步调相机运行时损耗和噪声较大，维护较为繁琐，响应速度较慢，不能满足目前电网快速动态补偿需求。并联电容器组虽然较为灵活且可以直接用在高压电网中，但是其阻抗值是固定的，不能对电网进行动态的无功补偿。SVC本身是一项谐波源，虽然补偿了系统中的无功功率，但是本身也产生了谐波污染，还要启用滤波器，增加了投入。
1无功补偿技术在配电网中的应用特点
无功补偿技术在配电网的应用中，需要注意的是，要控制好安装设备空间、设备安装环境、设备维护工作、施工成本和保护装置等对周围环境的影响。因此，在进行无功补偿施工安装时，要根据工程情况做好设置。无功补偿装置在配电网安装中的注意事项是:(1)确定好无功补偿在配电网中的容量。配网在进行无功补偿时，要做好容量的控制，避免无功补偿电容器由于设置过多和密度大影响散热和安全性，因此针对配电网要选择符合设计要求的电容器组。无功补偿装置在配电线路上设置容量的时候，设置的原则是最大化的减少线路损耗。通常来说，无功补偿装置需要的容量应该是线路无功负荷的2/3，所以在无功补偿装置安装前，需要全面调查好安装线路的实际负荷，从而明确无功补偿装置的合理容量。(2)明确好补偿装置具体的安装位置。在对无功补偿装置进行安装时，需要遵守的原则是无功就地均衡，并且进行安装时，最主要的是减少主干线路上的无功电流。研究证实，配电网每条线路上，安装1台无功补偿装置是合适的，安装的位置应该是负荷2/3的地方。如果合理规划好电容器的安装位置和无功补偿的容量，能够显著降低电网运行中的线路损耗和电压质量，从而满足生产和生活需要。(3)制定好无功补偿装置合理的接线方式。无功补偿装置接线的时候，要依据设计和配电网的要求选择合适的接线方式，每一相接1台电容器为最佳，这样才能使补偿装置运行中的故障率大大降低。
2无功补偿技术在低压电网中的应用
2.1无功补偿技术在低压电网中的配置
随着电力行业发展规模的不断扩大和社会用电量的持续增加，低压电网中往往会配置各种具有抗性以及中容性的电力设备，这些电力设备在低压电网中的运行，会进一步提升低压电网中的无功功率，在降低低压电网功率因数的同时，会导致低压电网中电力资源出现不必要的损耗。为了最大程度上保障电力系统运行的安全性与稳定性，需要灵活利用无功补偿技术，借助相应的补偿装置控制电力能源的损耗，在提升低压电网功率因数等方面发挥着积极的作用。通常情况下，无功补偿技术在低压电网中的应用需要遵循以下三个基本原则，即分级补偿原则、就地补偿原则和方便调整原则。在低压电网中配置无功补偿装置时，不仅需要考虑到低压电网中全部因数的调整方式，还要根据电力系统实际的运行情况，对局部因数进行合理的调整，从而使整体与局部两者的功率因数可以达到相互协调的状态，有效预防总功率因数低但是局部功率因数过高的问题，对此需要对集中补偿技术以及分散补偿技术进行科学的把控与应用。
图2无功补偿装置
2.2并联电容器补偿
并联电容器在早期电网中十分常见，因为其经济实用、结构简单、维护方便且没有转子，如图4所示。它的工作原理是在负载两端发出容性无功来补偿两侧的感性无功，提高回路的功率因数，降低网损，如图5所示。通过对补偿对象的测量，确定所需要的电容器容量，再来确定要投入的电容器组数。由于控制电容器投入、切除的是机械开关，所以很难准确判断投切电容器的时刻。并联电容器一般设有投切延时功能，所以当电网无功不足时，最好在高峰负荷到来前将电容器并联到负载两端，才能有效避免负载端电压不足，因此不能满足快速、准确地对电网进行无功补偿需求。并联电容器的机械开关不宜频繁切换，因为其合闸涌流很大，有时甚至能达到补偿电容器额定电流的几十倍甚至上百倍。在开关断开时，它还会产生弧光，且运行时的噪音较大，因此频繁投切会缩短并联电容器的寿命。所以，并联电容器仅适用于负载较稳定的系统。
图4 并联电容器实物图
2.3低压分散无功补偿
低压分散无功补偿技术，指的是变压器电压低的一侧安装补偿设备，对电容器采用分散固定容量补偿，它能够避免电容器并联集中补充方式由于容量太大导致涌流太大的问题，同时还能增强配电网输供电能力，有效降低损耗，节能明显。分散补偿的优点是，电压负荷比较低时，可以减少变压器运行组数，避免补偿过量，同时设备应用简单，可以节省经济成本。缺点是操作需要人工进行投切，如果操作人员出现操作失误，就会发生补偿过量或者补偿不足的情况。
结语
综上所述，随着电力行业的不断快速发展和社会用电量的日益增长，低压电网运行的安全性与稳定性被提出更高的要求，所受到的输配电压力也随之加大。为了有效保证电力企业的供电质量，合理运用无功补偿技术非常关键，通过提升低压电网功率因数的方式，有效避免电力能源损耗问题的出现，从而为电力企业经济效益的提升提供有力的保障。
参考文献
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论文作者:周明
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第05期
论文发表时间:2019/7/15
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