低压无功补偿的应用与效益分析

低压无功补偿的应用与效益分析

发表时间：2017-09-19T09:30:56.460Z 来源：《电力设备》2017年第13期作者：王玺[导读] 甚至会导致部分区域无功严重不足，电压作用往往很低，一旦系统遭遇到较大程度的干扰，在电压稳定性薄弱区域使得电压崩溃。

（国网河北省电力公司任丘市供电分公司河北任丘 062550）摘要：随着国民经济的不断快速发展及人们生活质量水平的日益提高，人们对于电力资源服务、供电的可靠性与质量也相应地提出了更高的要求，由于负荷的反复增加变化与电源的全面涨幅，不仅从行为上改变了当前电力体系的网络组织，也改变了电力系统中的电源布置，致使系统无功分布并不科学，有时，甚至会导致部分区域无功严重不足，电压作用往往很低，一旦系统遭遇到较大程度的干扰，在电

压稳定性薄弱区域使得电压崩溃。无功补偿能提高系统电压水平，增强电网稳定裕度，降低线损，并由此产生经济效益。为了确保功率因数达到考核指标，保证电网供电的政策运行，无功补偿就显得尤为重要。

关键词：低压无功补偿；应用；效益分析

1电力电网中无功补偿的原因

随着国民经济的快速发展，国内的工业用电和生活用电不断增加，需求的增加对供电系统提出了更高的要求，无功补偿的运用，可以有效地降低电力电网的有功损耗，提高电力电网运行的科学性、经济性。

无功补偿设备可以有效地降低电网中的功率耗损，根据公式I=P/Ucos可知，其中电流与cos成反比，因此，安装无功补偿设备之后可以有效地提高功率因数，线路中的负荷电流降低，进而使有功功率的损耗有所降低，同时还可以减少电网中电压的损失，提高电压的质量，减少客户的电费费用，减少设备投资。

由于无功补偿可以减少无功功率在电网中的流动，降低线路和变压器因为输送无功功率而造成电能损失，安装无功补偿设备可以有效地降低电力网的损耗。而且无功补偿可以提高功率因数，相对其他节能措施而言，是一项收效快、投资少的降损节能措施，它可以使电力系统少送无功功率，多送有功功率，而且可以在电力系统无功功率不足时，迅速提供无功功率。 2电力电网中无功补偿的使用

―般无功补偿设备是在用户的负载点或者配电室进行补偿，供电部门会与用户进行协商，鼓励用户在用电处安装无功补偿设备，减少电费支出，进而提高功率因数，使功率因数符合考核标准。相关资料表明，无功功率约有40%是消耗在变压器和电线线路，剩余的则消耗在客户的用电设备中。为此，供电部门要与用户加强沟通，共同做好无功补偿设备的配置，保证电力资源的高效合理使用，减少能源浪费。

2.1无功补偿设备的选定

无功补偿设备的选定要按照合理布局、就地平衡、全面规划的原则。保证电力电网的无功补偿取得最佳的经济效益和社会效益。合理的无功补偿设备容量设定是决定其是否能够实现节能降耗的重要因素，在实际工作中，电力企业首先要根据不同的负荷隋况，以及供电部门的要求确定无功补偿后应该达到的功率因数，然后计算无功补偿设备应具有的实际容量大小。

2.2并联电容器的无功补偿

（1）单独就地补偿

相比其他两种补偿方式，单独就地补偿的补偿范围最大，补偿效果也最好，电力企业一般优先采用这种方式进行补偿。单独就地补偿的电容器组是使用电设备自身的绕组电阻来放电，它是将并联补偿电容器组装在需要进行补偿的用电设备附近，它可以直接补偿安装部位的变压器和所有高低压电线线路的无功功率。

（2）低压集中补偿

低压集中补偿主要用于补偿高压配电线路、电力系统以及车间变电所低压母线前车间变电所的无功功率，可以使用专门的放电电阻或者白炽灯的灯丝进行放电，使用成本较低，运行和维修也比较方便安全。

（3）高压集中补偿

高压集中补偿是将高压电容器组集中装设在工厂变电所的6～10kV母线上，因此，这种补偿方式只能补偿6～10kV母线前的所有线路的无功功率，而母线后的电线线路的无功功率得不到有效补偿。

3无功补偿的效益分析

在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接与电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%，如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。由于减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。

3.1节省企业电费开支

提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为在国家电价制度中，从合理利用有限电能触发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义。

3.2提高设备的利用率

对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，负荷电流减少，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了符合增长的需要；如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不至于过载运行，从而发挥原有设备的潜力；对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。因此，使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。工业用户合理配置无功补偿，可提高功率因数，提高设备的出力率，降低电费的支出，获得可观的经济效益，同时也能改善电网的功率因数和电压质量，提高电力系统的供电稳定性。

在进行无功补偿设备配置和管理的过程中，坚持集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主，对分散补偿的配置要从实际出发，确保无功补偿之后可以达到功率因数的审核标准。对于供电公司而言，无功补偿设备过于分散，导致企业的设备维护量大，工作难度较大，为此，大多采用变电站集中补偿和配变就地分散补偿相结合的方式。

能源建设是我国国民经济建设的战略重点之一，在进行能源建设的过程中，我国坚持贯彻实施科学发展观，要求相关部门在加强能源开发的过程中，不断提高资源的使用效率，使有限的能源发挥尽可能多的经济效益，同时减少在使用过程中的能源浪费。为此，在电力电网内出现大负荷欠补偿时，供电企业、发电企业和用电企业要协同合作，共同把无功补偿工作搞好。电力电网通过无功补偿节约电能，不仅可以降低工厂的生产成本，而且可以为国家积累更多的财富，促进国民经济的快速可持续发展。 4无功功率补偿注意问题

（1）要防止电动机产生自励磁。

（2）要防止产生谐振。对发生谐振的，要加装串联电抗器。对五次谐波，可用4.5%Xc的电抗器。对三次谐波，可用12%Xc电抗器。

（3）防止过电压。并联电容器会使安装处的电压增加。国家标准要求，电容器的长期过电压值最多不超过1.1倍额定电压。

（4）要防止维持电压时间过长。对于自动投切或可逆运行的电动机，在从正转到反转的过渡时间内，电容器的端电压必须降到额定峰值的10%以下。否则会有自励磁，从而使电动机的端电压升高得非常高。所以投切时间间隔要中够长，使电容器的电压降下来。

（5）要限制涌流。若投切涌流超过100Icn时，要有限涌流的措施。Icn为电容器的额定电流。 5结语

低压无功补偿技术研究的意义是有目共睹的，开发先进而实用的无功补偿装置具有广泛而深刻的现实意义和广阔的应用前景。电力电网中使用电容器进行无功补偿，一方面，可以使电网中的功率因数和电压在每个使用时段内都可以达到审核标准；另一方面，可以降低电网的有功损耗，节约电能，提高电网运行的合理性、科学性。无功补偿的使用，可以促使电力企业进一步改善电能质量，节能降损，提高输变电设备的有功出力，使有限的电能更好地为人民服务，为社会主义服务。

参考文献

[1]陆阳，李航程，郑海良.配电网无功补偿现状分析与应用研究[J].硅谷，2013（23）：34+12.