供电系统电能质量的无功补偿
电力系统继电保护可靠性及无功补偿的探讨
开 孺
电力系统继电保护可靠性及无功补偿 的探讨
周 晨 光
（ 河北邯郸供 电公 司， 河北 邯郸 ０ ６ ０ ５ ０ ２
摘 要： 随着 国民经济的发展 ， 对电能质量的要 求也 日益提 高。 无功 电源是保证 电能质量 、 降低损耗和 电网安全运行必不可 少的一部分。 电力 在 系统 中功率 因数降低 ， 功率损耗 增加 ， 使 电气设备得 不到充分利 用， 电网输送能力下降 ， 甚至会 导致设备损 坏。 因此 ， 解决无功补偿问题 ， 对电网降损 节能有着极为重意义。 关键词 ： 电保护 ； 继 可靠性 ； 无功补偿 对 电力系统继 电 保护的基本要求是可靠性、 陛、 选择 速动性、 灵敏性 ， 以 上是对电力系统继电保护方向性选择的具体分析，大大提高了继电保护安 装、 运行质量 ， 对电力系统的安全稳定运行至关重要 。 １ 对继电系统的可靠性进行探讨 １ 讨论继电保护可靠ｌ的必要陛。继电保护装置是一种 自 ． １ 生 动装置， 在电力 系统中主要负责电力系统的安全可靠运行， 这是它的主要职责也是任务 ， 它 可 以随时掌握电力系统的运行状态， 同时及时发现问题 ， 从而通过选择合适 的断路器切断问题部分。 其次 ， 当系统出现意外 晴 况时， 继电保护装置会 自 动 发射售 苗 知工作人员， 有关工作人员就能及时处理故障， 解决问题 ， 恢复系 统的安全运行 ， ， 同时 这种装置还可以和其他设备相协调配合， 自动消除短暂 的故障。 因此 ， 继电保护设备是供电系统安全运行的可靠保障。 现如今我国电 力系统的容量在不断增大 ， 变电站波及 的范围就显得十分重要 ， 而保持供电 的可靠性是完成安全供电的前提 ， 电 继 设备的安全运行就成了整个供电系统 的核心 ， 如果继电系统在运行中发生故障导致错误运行 ， 特别是在重要的输 电线路发生故障时发生拒动 ， 都会使电 力系统运行延迟， 引发大面积的停 电， 给社会用电带来很大的困扰。 １ 影响继电保护可 ｌ的因素。第一 ， 电 ２ 生 继 保护装置的生产属于技术 ｌ生 生 产， 制造厂家应该严格控制装置的质量 ， 些继电装置还没有经过实际的 如藻 检验和运作测试便出厂投入使用 ； 一些厂家为节省成本 ， 偷工减料 ， 如电磁 型、 机电型继电器零部件的材质和精确度差等。第二 ， 在电力工作环境中， 周 围的空气有很多杂质， 同时工作环境又持续高温 ， 这就加速了保护装置的老 化和腐朽 ， 致使有效眭能大大降低。 第三， 保护装置的安全准确运行于电源的 操作有直接关系， 特别是电容储能装置 ， 电容 日 电解 渐老化、 容量减少 ， 发生 故障时不能 及 时切除； 而酸性或镉镍蓄电池也出现各种问题 ， 如电流不稳定 等， 如果没有及时解决这些问题 ， 的， 慢慢 继电保护装置就会失去可靠性 ； 互 感器质量差 ， 由于长期的操作运行， 其磨损程度越来越大 ， 已经影响到保护装 置 的工作效果。 第四， 各级保护之间整定值不协调 ， 都会陡 芦 装置拒动或误 动。 提高继电保护可靠性的措施要从继电保护装置的生产到使用 的 整个环节 和过程监督控制 ，而继电保护系统的可靠ｌ关键在于装置的设计和安装过 生 程， 这些步骤的准确操作都对保护装置维持可靠性起着重要的作用。 １ 提高继电 ． ３ 保护可靠性的措施。 第一 ， 提高保护装置的 制造质量要从各个 零件开始把关， 量使用生命周期长的元件 ， 应尽 加大管理力度 ， 防止次品元件 进入生产。 第二， 线路通常是装置正常运行的前提 度， 排除接触不良的故障。 第三 ， 变电站 自 动化技术对微－ 棚五防系统的要求运 行人员在继电 保护的验收工作 中， 应该严把验收关， 将设备的隐患、 缺陷消灭 在萌芽中。 １ 继电保护装置的作用。 ４ 继电保护装置， 即所谓的“ 二次系统”对于维护电 ， 网正常运行 ， 对用户的可靠供电具有十分重要的意义。当电力系统中的 保证 元件发生故障或者电网发生异常时， 继电保护装置开始启动 ， 判断后使距离 故障点最近的断路器迅速断开， 使故障元件及时从电力系统中隔离出来 ， 以 最大限度地减少对电网本身的破坏， 保障电网的安全运行。变电站作为电力 系统中的变电环节 ， 不仅大量使用继电保护装置 ， 而且对其 陛 能有很高的要 求。 具体的来说， 继电保护设备主要用来对电网实时运行状态的监测 ， 记录设 备的故障类型， 控制各种电器元件工作。 近年来 ， 电力系统规模 日 益扩大和电 压等级不断提高 ， 力 网架结构和运行方式 日 电 趋复杂 ， 对继电保护也提 出了 越来越高的要求， 所以改善继电保护装置的性能 ， 对提高电力系统的安全运 行水平显得尤其重要 ２ 对继电保护的基本要求 ２ 选择性。当电力系统中任何—个环节发生故障时， 保护要保 陡最 ． １ 继电 靠近故障点的断路器首先跳闸 ， 将故障部分切除， 使停电范围尽量缩小， 保 以 电保护装置整定的延时时间及其动作时间与断路器跳闸至灭弧时间的总和 为此 ， 应尽量采用快速继电保护和快速断路器。 ２ 灵敏性。 ２ 发生的故障或不正常工作状态时 ， 保护装置的迅速反应能力。 反 应能力是用继电保护装置的灵敏系数（ 灵敏度） 来衡量。 继电保护装置的灵敏 度一般是用被保护电气设备故障时， 通过保护装置的故障参数 ， ， 例如 短路电 流与保护装置整定的动作参数例如动作电流的比值大小来判断的， 比值 这个 叫灵敏系数 ， 亦称灵敏度， 其大小代表灵敏度高低。 对于反映故障时参数量增 加而动作的保护装置 ， 其灵敏度的为灵敏度 区末端金屙 睦 短路时 的最 小计算值／ 保护装置动作参数的整定值。对不同作用的保护装置和被保护设 备， 所要求的灵敏度是不同的。应根据对保护装置动作最不利的条件进行计 算， 即把灵敏度校验 选在保护区末端， 只校验在最小运行方式下该点发生 两相短路时 ， 保护装置的灵敏度是否满足要求 。 Ｚ 可靠 陛。当保护范围内发生故障和不正常运行状态时， ３ 保护装置能可靠 动作， 不应拒动或误动。 继电保护装置的拒动和误动都会造成很大损害。 为保 证保护装置动作的可靠性 ， 应尽量选用质量好 、 结构简单 、 工作可靠的继电器 组成保护装置 ； 保护装置的接线要力求简单， 使用最少的继电器和触点； 正确 调整保护装置的整定值； 注意安装工作的质量 ， 加强对继电保护装置的维护。 保护装置的选择性 、 速动性、 灵敏陛、 可靠性对一个具体的保护装置， 不一定 都是同等重要 的。 在各项要求发生矛盾时， 应进行综合分析 以 选取最佳方案。 例如 ， 为了满足保护装置的选择陛， 往往要降低一些速动 ｌ 生 要求； 而有时为了 保证ｊ 动性。 ３ 供电系统中的无功补偿 ３ 无功补偿原则。无功补偿实质上就是借助于无功补偿设备提供必要 的 ． １ 无功功率 ， ｔ 提高供电系统的功率因数， 以Ｊ ｔ ＿ ￣ 降低电耗 ， 改善供电网的电压质 量。 但是 ， 电 从 力网无功功率消耗的基本状况看 ， 各级供电网络和输配电设备 都要消耗一定数量的无功功率， 尤以低压配电网消耗所 占的比例还要大。为 最大限度地减少无功功率的传输损耗 ， 提高输配电设备的效率 ， 无功补偿设 备的配置应遵守“ 分级补偿， 就地平衡” 的基本厉 。主要有以下几 ： ， 现０ 第一 以总体平衡与局部平衡相结合， 阿Ｕ 局音 为主。 第二 ， 电力部门补偿与用户补偿 相结合。 第三， 分散补ｆ与集中补偿相结合， 以 尝 将分散作主。 四， 第 降损与调压 相结合， 以降损为主。 ３ 无功补偿的优点 。 ． ２ 采用无功补偿主要是为了降损节能 ， 如输送的有功功 率为定值 ， 加装无功补偿没备后功率 因数， 越靠近线路末端装设无功补偿装 置效果越好。由于合成电流减小 ， 可以用较小的导线截面输送相同的有功功 率节约有色金属 。 提高功率因数， 会提高没备利用率 ， 充分发挥设备潜能， 减 少投资。 无功补偿提高了功率因 数后 ， 电动机的负载率会得到提高， 电动机需 要电网提高的供用电能力也将减小． 会使变压器的 电能力得到加强。当 还 供 用电功率一定时 ， 功率因数提高可使选用变压器的额定容量减小 ， 因为变压 器的单价随其额定容量增大而增大 ， 故补偿后可减 投资。 ３ 采用无功补偿提高功率因数。同步补偿器是无功功率发电机 ， ． ３ 它的最大 优点 是可以均匀地凋节电网电压， 但其投资和运行费用较静电电容器昂贵得 多。 因此 ， 除大的电网中 枢外， ��
国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定
国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定第一章总则第一条电压质量是电能质量的重要指标之一。
电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件，对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要的作用。
为保证国家电网公司系统电压质量，降低电网损耗，向用户提供电压质量合格的电能，根据国家有关法律法规和《电力系统安全稳定导则》、《电力系统电压和无功电力技术导则》及相关技术标准，特制订本规定。
第二条本规定适用于国家电网公司各级电网企业。
所属发电机组并网运行的发电企业、电力用户应遵守本规定。
第三条各电网有限公司、省（自治区、直辖市）电力公司可根据本规定结合本企业的具体情况制订实施细则。
第二章电压质量标准第四条本规定中电压质量是指缓慢变化（电压变化率小于每秒1%时的实际电压值与系统标称电压值之差）的电压偏差值指标。
第五条用户受电端供电电压允许偏差值（一）35kV及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%。
（二）10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。
（三）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。
第六条电力网电压质量控制标准（一）发电厂和变电站的母线电压允许偏差值1．500（330）kV及以上母线正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%；最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压的调节。
2．发电厂220kV母线和500（330）kV及以上变电站的中压侧母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0%—+10%；事故运行方式时为系统额定电压的-5%—+10%。
3．发电厂和220kV变电站的110kV—35kV母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3%—+7%；事故运行方式时为系统额定电压的±10%。
4．带地区供电负荷的变电站和发电厂（直属）的10（6）kV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0%—+7%。
无功补偿SVC和FC区别(调速系统)
1. 无功冲击对电网和负荷的影响煤矿负荷多为交流传动设备。
且有部分设备如主、副井的铰车，采用交-交变频调速设备或直流调速设备。
铰车属重载起动，无功冲击较大，并伴随大量整数倍和非整数倍的谐波电流产生，功率因数低，给电网供电产生如下问题：1.1 无功冲击产生的不良影响1)使供电母线的电压产生波动，降低机电设备的运行效率。
供电母线电压产生波动时，将使用户的异步电机类负荷转矩随之变化，输入负荷的有功功率下降，影响生产和设备的出力。
2)绞车的快速无功冲击引起母线电压剧烈波动，严重时影响自动化装置的正常工作，闪变对人眼造成刺激，增加疲劳，甚至危及人身安全。
3) 大量无功使系统功率因数较低，浪费大量能源。
1.2 谐波电流对电气设备的危害1) 谐波对旋转电机的影响谐波对旋转电机的主要影响是产生附加损耗，其次产生机械振动，噪声和谐波过电压。
2) 谐波对供电变压器的影响谐波对供电变压器的影响主要是产生附加损耗，温升增加，出力下降影响绝缘寿命。
3) 谐波对变流装置的影响交流电压畸变可能引起不可逆变流设备控制角的时间间隔不等，并通过正反馈而放大系统的电压畸变，使变流器工作不稳定，而对逆变器则可能发生换流失败而无法工作，甚至损坏变流设备。
4) 谐波对电缆及并联电容器的影响，当产生谐波放大时，并联电容器，将因过电流及过电压而损坏，严重时将危及整个供电系统的安全运行。
5) 谐波对通信产生干扰，使电度计量产生误差。
6) 谐波对继电保护自动装置和计算机等也将产生不良影响。
谐波及无功冲击导致的电压波动。
严重影响用户本身及电网用电设备的安全运行，降低了供电电网的电能质量。
特别是电压波动超标，引起供电系统电能质量的变化将会对其他动力负荷产生严重影响，甚至造成其不能正常工作。
必须按电能质量有关标准的规定，应采取综合治理措施。
二. 固定电容补偿2.1固定无功补偿方案是补偿无功功率的常规方法。
装置具有结构简单、经济方便等优点，其补偿无功的容量是设计根据计算的平均负荷大小而确定的，是一个不可调的固定量，通常由电抗器和电容器串联组成，其功能主要是补偿负荷产生的感性无功。
低压电网的无功补偿
低压电网的无功补偿摘要：近年来，电力负荷增长迅速，造成电力供应紧张的现象，部分省市甚至出现拉闸限电，这对供电公司来讲，尽可能提高输配电设备的能力显得尤为重要；电力用户对电能的质量要求不断提高；减少电费开支、降低生产成本始终是电力用户一个目标。
这些都对提高功率因数提出了迫切的要求。
功率因素是反映电源输出的视在功率有效利用程度的一个基本概念，是用电设备的一个重要指标。
提高用户的功率因数，对于提高电力运行的经济效益和节约电能都具有重要意义。
由于目前我国在配网中普遍采用的变电所低压母线集中补偿和配电变压器低压侧集中补偿等方式，不能补偿低压电网中大量的无功损耗。
本文针对低压网的特点，从工程实际出发，提出了低压线路无功补偿方式及灵敏度分析法与无功分量直接分析法两种计算方法，以确定补偿电容的最佳安装位置和容量，并讨论了实际应用中电容器的在线动态控制。
计算表明，在低压线上投入无功补偿后，大大降低了线损，经济效益显著，可以推广采用。
电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率，导致电网中出现大量的无功电流。
无功电流产生无功功率，给电网带来额外负担且影响供电质量。
因此采用无功补偿，提高功率因数、节约电能、减少运行费用、提高电能质量是很有效的措施。
本文对无功补偿的种类、特点、作用以及实际应用中所产生的经济效益等进行了论述。
关键词: 低电压；无功补偿；节电技术；功率因数；经济效益论文类型：调研报告1 绪论1.1 电力客户功率因数的现状在数值上，功率因数就是有功功率和视在功率的比值，既cosΦ=P/S。
要提高功率因数，就必须尽可能地减少无功功率在使用过程中的消耗。
功率因素提高后，可以减少输送电流，减少设备的成本，提高设备资源的利用率，减少资源的浪费。
而功率因数降低，会使线路的电压损失增加，结果负载端的电压下降，严重影响电动机、空调及其它用电设备的正常运行。
特别是在用电高峰季节，功率因数太低，会出现大面积的电压偏低，对工业生产带来很大损失，并严重影响居民的正常生活。
10kv线路无功补偿
1 绪论1.1概述无功功率补偿，简称无功补偿，在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。
所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。
合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。
反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素[3]。
在配电网中电源供给负载的电功率有有功功率和无功功率两种，有功功率是用电设备将电能转换成其他形式能量以保证正常运行所需的电功率，而无功功率也不是无用的功率，在电网中作用也很大。
接在电网中的大多数用电设备是利用电磁感应实现能量转换和传递的。
如发电机、变压器、电动机等，就是通过磁场来完成机械能与电能之间的转换的。
以异步电动机为例，电机从电网吸收的大部分电功率转换成了机械功率从转轴上输出给了机械设备，这部分功率就是有功功率；而电动机还要从电网吸收另外一部分电功率，用来建立交变磁场，这部分功率不是被消耗，而是在电网与电动机之间不断的进行交换（吸收与释放），这就是无功功率。
在电网中没有纯阻性的设备，因而功率因数都在01之间，而大部分用电设备如电动机、变压器等在运行时因电磁感应原理为建立感应磁场都需要Q＞0的无功功率，此外电网中线路线损、变压器自损（铁损、铜损等）也增加不少无功，无功补偿就是利用电容提供Q＜0的无功来提高功率因数，减少电网输送的无功功率，也就是在电能计量表上减少了电能的消耗，达到节能、降损的目的。
因此，解决无功补偿问题，对提高电能质量，降低电网损耗，节约能源有着极为重要的意义。
1.2课题研究背景随着科学技术发展和人民生活水平的提高，各种类型用电设备得到了广泛的应用，对电压质量的要求也越来越高。
但是，由于配电网结构，运行变化等原因，我国配电网损耗，电压合格率等技术指标与发达国家相比有较大差距。
由于电压不合格等原因造成用户电器烧毁的现象仍然存在，而网损过高使得生产的宝贵电能白白浪费，并且影响电力企业的经济效益。
配电系统无功补偿方法分析
配电系统无功补偿方法分析发布时间：2021-10-14T03:44:23.215Z 来源：《当代电力文化》2021年19期作者：李刚[导读] 配电网功率因数的优化工作是非常重要的，在运行的过程当中可以利用无功补偿的方式进行运作。
李刚国网黑龙江虎林市电业局有限公司黑龙江虎林市 158499摘要：配电网功率因数的优化工作是非常重要的，在运行的过程当中可以利用无功补偿的方式进行运作。
这对于配电网的功率因数可以产生比较好的补偿性作用，当然也能够尽量地减少在运行的过程当中配电网容易产生的损耗。
本文主要探讨了无功补偿的方式以及配电网的相关内容，还分析了主要的原理。
对比了补偿的方法，从这些补偿的方式当中选择合理的方式，希望能够对这方面的工作有帮助。
关键词：配电系统；无功补偿；方法引言随着电气自动化水平的不断提升，无功补偿技术应运而生，这是一种创新型技术，对电气自动化设备运行电能消耗起到了很好的控制，同时还有效地保障了电气自动化设备的稳定运作和发挥。
无功补偿技术凭借着自身的特点和优势，被广泛应用在电气自动化领域内，推动着电气自动化的发展进程。
1影响功率因数的主要因素（1）在整个电力系统中对于无功功率需求较大的设备就是电感性设备。
这些设备主要以感应电炉、异步电动机为主，因此要想解决无功功率不足的问题不能够仅仅通过提高电力系统的无功功率供给来进行解决，因为这种解决方式将带来较大的资金消耗，违反了经济性原则，必须要对这些设备的运行状态以及相关特征进行透彻的研究与分析，然后再根据分析的结果来确定解决无功功率需求不足的问题。
通过对用电部门发布的调查数据报告进行分析可知异步电动机在工矿企业中所消耗的无功功率占到了70％；对于异步电动机而言，运行状态下如果没有与负载进行连接其内部的无功功率占总功率的百分比大概为70%。
因此解决异步电动机功率因素低的方法就是增加异步电动机的负载，企业的设备管理人员需要避免异步电动机长期处于空载状态。
无功补偿配置标准与安装
6
6无功补偿
6.0.1设计中应正确选择电动机、变压器的容量，并应降低线路感抗。当工艺条件允许时，宜采用同步电动机或选用带空载切除的间歇工作制设备等。
6.0.2当采用提高自然功率因数措施后，仍达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。
6.0.12高压电容器组宜根据预期的涌流采取相应的限流措施。低压电容器组宜加大投切容量且采用专用投切器件。在受谐波量较大的用电设备影响的线路上装设电容器组时，宜串联电抗器。
《供配电系统设计规范》GB50052-2009
(见P11)
7
第六节、常用无功补偿与谐波滤波技术
《实用电气工程设计手册》上海电气工程设计研究院2011年（见P95）
6.0.3用户端的功率因数值，应符合供电部门的有关规定。
6.0.4采用电力电容器作为无功补偿装置时，宜就地平衡补偿，并符合下列要求：
1、低压部分的无功功率应由低压电容器补偿；
2、高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿；
3、容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率宜单独就地补偿；
4、补偿基本无功功率的电容器组，应在配变电所内集中补偿；
无功补偿配置标准与安装
序号
配置标准、计算方法与控制方式
安装标准
参考文献
1
第四十四条50kVA及以上动力用户包括高压用户和接公变的低压用户，必需在用户端安装具有自动投切的无功补偿装置。
《柳州供电局配电工程及电缆线路设计与施工规定》(见P5)
2
4.8无功补偿及调整
按分散就地平衡原则，专用10KV客户功率因数应大于0.9，50KW及以上接在公用变的客户功率因数应达到0.9以上，公用线在配电变压器低压侧安装无功补偿设备，公用线变电站侧功率因数也应达到0.9以上，住宅小区及一户一表工程的配电变压器和公用配电变压器在低压侧安装无功补偿和配电终端。
工业企业供用电系统无功补偿探讨
当前 ， 工业 企业 中， 在 大部分用 电设备均属于 电感性设 备 ， 们在实 际运 行 它 过程 中需 要吸 收大量 的无 功功率 ， 而导致 工业企 业供 电系统 的功 率 因数降 从 低， 由于功率 因数的下 降 ， 仅严重影 响了 电压质量 ， 不 致使 电气设 备无法 得到有 效利 用 ， 而且 还影响 了系统 的供 电能力。 因此 ， 必须 对供 电系统进 行无 功补 偿， 借此 来改善 功率 因数 ， 已达到节 能 降损的 目的。 本文就 工业企 业供 电系统 无功 补偿 展开 探讨 。 １工 业企 业供电 系统 无功补偿 的重 要性 在 工业企 业的供 电系统 中， 造成 线损及 电能损耗 最主要 的因素 之一是功率 因数 ， 而无 功补偿最 主要 的作用 就是能够 有效地 改善 功率 因数 。因此 ， 无功 补 偿对 于工业 企业 的供 电系统 而言 ， 具有十分 重要 的意义 ， 重要性 体现 在 以下 其 几 个方 面 ： １ １有 利于节 约投资 成本 ． 在工业 企业 的供 电系 统中 ， 无功功率 的损耗 会加 大供 电线路 的损失 ， 果 如 单存 地增大供 电线路 的截面积 ， 势必 会导 致投资 成本增多 ， 而采 用无功补 偿 ， 能 够 提高 功率 因数 ， 而降 低线损 ， 进 无需 增大 线路的 截面 积 ， 而节 约 了投资成 从 本。 １ ２ 有 利于提 高 电压质量 ． 大量 的 无功功率 会导致线 路的 电压降增加 ， 而使得 电压质 量降 低 ， 从 影响 供 电系统 的可靠性 ， 采用 无功 补偿 后， 由于功率 因数显 著提高 ， 致使 供 电线路 中 的实 际电流有所 减小 ， 也随之 减小 ， 端的 电能质 量得到 明显改善 ， 电可 电压 末 供 靠 性 也相应 提 高。 １ 有利于 降低 电费 ３ 按 照功率 因数调 整 电费办法 中的有 关规 定， 功率 的高低直接 关 系到企 业的 电费 多少 ， 因此 ， 过无功 补偿来 改善功率 因数 ， 以有效地 降 低企业 的 电费， 通 可 从而 使企 业从 中获得 较高 的经济 效益 。 ２ 工 业企 业供电 系统无 功补偿 的途 径和方法 ２ １ 供 电系统无 功补偿 的主要 途径 ．
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供电系统电能质量的无功补偿
【摘要】电能质量不仅关系着用户用电过程的安全性，还关系着供电系统运行过程的可靠性和稳定性，因此，如何确保供电系统的电能质量已经成为相关领域的研究热点。
为了进一步改善供电系统的电能质量，有必要针对电能质量指标变化的各种原因进行分析，并采用无功补偿方案改善供电系统的电能质量，以实现供电系统稳定性的不断提高。
【关键词】供电系统电能质量无功补偿
对于供电系统而言，其电能质量的好坏直接影响着用电的安全性和稳定性。
通常而言，衡量供电系统电能质量的基本指标包括如下两种，即电压与频率，此外，还有其他诸如谐波、三项电压对称与否等相关指标。
一旦这些指标出现异常，将直接导致供电系统电容器、电缆线路发生击穿及损坏，保护装置产生误动作、变压器谐振增加等情况。
因此，对供电系统运行过程进行研究时，不仅要对负荷的分配情况进行考虑，还要对无功功率及有功功率的优化分布进行考虑，同时，还需兼顾供电系统电能质量的相关指标，针对电能质量指标改变的原因进行认真研究，并针对不同情况采取不同措施进行解决，以真正确保供电系统运行过程的安全性和稳定性，从而保障电能能够得到源源不断的供应。
1 供电系统电能质量产生变化的原因分析
造成供电系统电能质量发生变化的原因有很多，大致可以分为以下几种。
（1）在供电系统中，发电机的转速决定了电力系统的频率，发电机轴的转矩对应发电机功率，而转矩与转速又存在一定的相关性。
所以，如果供电系统的发电机中功率不平衡时，会影响系统的频率，使频率发生变化。
因此，为了保证供电系统能有稳定的频率，要使有功功率平衡，并且具有一定的容量空间，从而为供电系统提供稳定的电力。
（2）供电系统无功功率的平衡、负荷情况均与系统的电压水平成一定的关系。
设备运行时，无功冲击负荷与感性负荷大量的出现，既有有用功率，也有无用功率，但冲击负荷的无功功率要比正常值大几倍。
供电系统设备的故障、接线方式的不同以及负荷的变化，会增大系统的无功功率或破坏功率的平衡。
当输电电压和系统额定电压固定不变时，整个系统的有功损耗随着功率因素平方的增大而减小，成反比关系。
功率因素降低时，无功功率升高，压损也升高，设备的电压偏移加大，从而降低供电系统的电能质量。
此外，当功率因素降低、无功功率增大时，供电系统的有功功率降低，限制了供电系统的供电能力，从而使系统出现波动现象，损耗各种电气设备，降低供电效率，甚至危害系统设备等。
（3）当供电系统中的非线性负荷、非线性元件或磁性设备材料的电压或者电流出现畸变时，就会产生谐波，对供电系统造成严重的损耗，降低电能质量。
在实际的情况中，发电机、变压器、输电线路等都会产生大量的谐波，谐波会对
供电系统造成电力污染，改变供电系统的各项指标，而且还会增加系统的功率损耗。
2 电能无功功率补偿相关内容概述
2.1 电能无功功率补偿的概念
在供电系统中，电力设备一方面会消耗有功功率，另一方面还会消耗无功功率，即设备的电磁元件在建立磁场时消耗的电能。
电容器在供电过程中，会吸收一定的电能来建立电场，这种功耗也属于无功功率的范围。
电气元件结构性质的不同决定了电流超前还是滞后，当电流对电容元件作功时电流滞后，而当电流对电感元件作功时电流超前，且电容电流与电感电流的方向正好相反。
在相同的电路系统中，如果既有电容又有电感元件，那么电路中的无功功率就会相互抵消。
所以，可以利用这种抵消特性，让电路的同步补偿器中发出负无功功率，或者可以设计合理的电容电感比例，使整个电路中的无功功率和无功功率产生的电流相互抵消，实现无功补偿，进一步提升供电系统的电能质量。
2.2 电能无功功率补偿的作用
电能的无功功率补偿有降低供电系统电能损耗、降低电压损失和减小输电电流的功能，且保证供电系统的电能源稳定一致。
尽可能的降低电能传输中的无功功率，同时增加电网中的有功功率，补偿无功功率，提高电能功率因数。
此外，补偿无功功率还可以降低发电成本、节约供电系统的容量。
当电能功率因素提高后，电网中的有功功率比例会增加，线损会降低，从而提高供电系统的电能质量。
因此，在供电系统中，对无功功率进行补偿，不仅可以提升电能质量，还能提升经济效益。
2.3 电能无功功率补偿应遵循的原则
2.3.1 提高自然功率因数
在发电过程中，当电动机的负载率达到75%时，功率因数最高。
除此之外，控制电机的空载运行、同步化异步机的运行、选择变压器的最佳负载率以及降低电机的轻载运行都可以提高自然功率因数。
尽管以上方法都可以提升功率因数，但是仍然达不到我们要求的标准，只有进行补偿无功功率，才能提高自然功率因数，从而在真正意义上提高供电系统的质量性能。
2.3.2 无功功率补偿
充分发挥电力设备的功能和特性，使同步机发出无功功率来进行补偿，提高功率因数。
根据情况的需要，利用电容补偿器进行集中、分散或者独立的无功功率补偿，达到预期的功率因数。
2.4 电能无功功率补偿的主要方式
电能无功功率补偿的方式大致三类，第一类为集中补偿，分为低压集中补偿和高压集中补偿两种，集中补偿具有成本低廉、养护简易、补偿集中且利用率高等优点，但是补偿效果不佳；第二类和第三类分别为分散补偿和个别补偿，主要针对电气设备进行补偿，而且它们的补偿效果都非常好，利用率高，但是成本高、养护费用贵。
鉴于各种补偿方式的优缺点，通常情况下，我们会结合多种补偿方式共同安装，既降低了安装成本，方便了运行、维修和养护等，而且补偿效果也得到了提升，对电力资源进行合理分配和利用。
3 供电系统电能质量无功补偿方式的选择
目前，谐波的处理越来越受到人们的关注，因为谐波的入侵会严重影响供电系统电能的质量。
对谐波进行合理的处理，可以大大提升电能质量，处理谐波的方式主要有两种，有源滤波技术和无源滤波技术。
无源滤波技术的主要功能为限制谐波的次数，运用电容、电感调谐原理，将谐波陷落到无源滤波装置中，降低谐波对电气设备的损害。
无源滤波装置具有制造成本低廉、安装简单等优点。
有源滤波技术具有有效提高电能质量、消除谐波的功能，功能远远强于无源滤波技术。
有源滤波技术具有动态补偿功能，可以对各种无功功率进行补偿，包括频率、大小一直变化的无功功率，而且补偿的响应速度特别快。
有源滤波装置中配备有高抗阻电流源，它不会对系统阻抗造成影响，当供电系统的结构发生变化时，高抗阻电流源的变化不大，也不会与系统阻抗发生谐振，并且还有抑制串并联谐振的功能。
有源滤波装置在补偿谐波时对储能元件的要求不高，在补偿无功功率时甚至不需要储能元件。
使用相同设备可以同时对非整倍次谐波电流和多次谐波电流进行补偿，结合集中补偿和单独补偿等多种方式对电能进行无功补偿。