近年來，電力網中的無功問題也已逐漸引起人們的廣泛關注，無功功率增加會使功率因數偏低、系統電壓下降，使配電、輸電和發電設施不能充分發揮作用，使電網的供電質量惡化。本文對無功補償的發展現狀進行了論述，介紹了無功補償的作用和補償方法，

 

    關鍵詞：低壓配電網;無功補償

 

    一、無功補償的意義

 

    無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統電能質量、降低網絡損耗以及安全運行所不可缺少的部分。長期以來，我國低壓配電網網架薄弱、線徑小、設施老化，負荷電流大，自然功率因數低，而且結構復雜，電壓質量不易控制，無功功率靠上級電網遠距離輸送，得不到跟蹤，降低了電網的經濟效益。隨著我國國民經濟的發展，大里的非線性和沖擊性負載接入電網，在運行時產生諧波、電壓波動和閃變，造成電網電壓波形畸變，三相負荷不平衡，供電質量下降，影響電網及用戶設備安全和經濟運行。因此，準確測量無功、諧波等系統參量，并合理補償和治理就顯得尤為重要。所以，電力部門大力推廣無功就地補償裝置，其意義是十分明顯的。

 

    二、無功補償原理

 

    電動機和變壓器在能量轉換過程中建立交變磁場，在一個周期內吸收的功率和釋放的功率相等，這種功率稱為感性無功功率。接在交流電網中的電容器，在一個周期內上半周的充電功率與下半周的放電功率相等，這種充電功率叫做容性無功功率。所以無功功率被使用于建立磁場和靜電場，它存儲于電感和電容中，通過電力網往返于電源和電感、電容之間。無功功率在電力網元件中流動，將會在電力網元件中引起電壓損耗和功率損耗，降低電網的電壓質量，增加電網的線損率。

 

    將電容器和電感并聯在同一電路中，電感吸收能量時，電容器釋放能量;而電感放出能量時，電容器吸收能量。因此能量就只在它們之間交換，即感性負荷所吸收的無功功率，可由電容器所輸出的無功功率中得到補償。因此把由電容器組成的裝置稱為無功補償裝置。因采用無功補償措施后，電源輸送的無功功減少，將使電力網和變壓器中的功率損耗下降，從而提高了供電效率。無功補償的目的就是提高電網的功率因數，即提高有用功在電網發出功率中的比例。

 

    三、低壓無功補償方法

 

    (1) 隨機補償

 

    隨機補償的優點是用電設備運行時，無功補償投入，用電設備停止運行時，補償裝置也退出，不需要頻繁調整補償容量。具有投資少，配置靈活，維修簡單等優點。為防止電動機退出運行時產生自激過電壓，補償容量一般應大于電動機的空載無功負荷，通常推薦

 

    UN——額定電壓

 

    IO——電動機空載電流

 

    QC——補償電容器容量

 

    對于排灌電動機等所帶機械負荷軸慣性大的電動機，補償容量可適當增大，可大于電動機空載無功負荷，但要小于額定無功負荷。由于排灌電動機總是在帶有水泵機械負載的情況下斷電，這時電動機轉速將急劇下降，即使補償容量略大于電動機空載無功負荷，也不會產生自激過電壓。一般的，電動機的年運行小時數大于1000h，選用隨機補償比其他方式更經濟。用戶的補償投資可在 1～2 年內全部收回，補償電動機無功負荷效果更佳。

 

    (2) 隨器補償

 

    隨器補償是指將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器二次側，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。農網配電變壓器，尤其是綜合用戶配電變壓器，普遍存在負荷輕和“大馬拉小車”現象，在負荷低時接近空載。配電變壓器的空載無功是電網無功負荷的主要部分。對于輕負載配電變壓器而言，這部分損耗占供電量的比例較大，導致電費單價增高。由于隨器補償在低壓側，故而接線簡單，維護管理方便，且可以有效地補償配電變壓器空載無功，使該部分無功就地平衡，從而提高配電變壓器的利用率，降低無功網耗，是目前補償配電變壓器無功的有效手段之一。隨器補償只能補償配電變壓器的空載無功功率 Q0，如果補償容量 QC>Q0，則在配電變壓器接近空載時將造成過補償，因此推薦選用 QC=(0.95~0.98)Q0。

 

    (3) 跟蹤補償

 

    跟蹤補償是指以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，根據電網運行情況將低壓電容器組補償在用戶配電變壓器低壓側的補償方式。補償電容器組的固定連接組可起到跟隨器補償的作用，補償用戶自身的無功基荷，投切電容器組用于補償無功峰荷部分。考慮到電動機投運的不同時率和單臺電動機補償容量的限制等因素，采用跟蹤補償比隨機、隨器補償能獲得更好的補償效果，而且不需要提高補償度，并可適當調整各組電容器的運行時間，使其壽命相對延長，從而降低電器的購置更新費用。

 

    跟蹤補償投切方式分為自動投切和手動投切兩種。手動投切通過人工投切各組電容器，達到改變補償容量的作用，該方法適用于時間上呈一定規律變化的負荷。由于用戶負荷有一定的波動性，采用人工手動投切補償電容不能及時跟隨無功負荷的變化，不能始終保持功率因數和電壓質量所要求的指標，使電容補償達不到應有的經濟效益。因此，誕生了與無功補償電容配套的自動投切裝置。自動投切是微電子技術在電力系統中的應用。控制器根據測得的電力參數，計算出當前電網所需的無功補償量，并輸出指令來控制電容器組的投切，達到實時補償的目的。

 

    結束語

 

    對配電網進行無功補償,提高功率因數和搞好無功功率平衡,是一項建設性的降損技術措施。目前,配電網的無功補償容量一般是根據供電部門要求達到的功率因數來確定的,而不是依據用戶用電時實際的節能效益、佳電能質量、小支付電費的經濟功率因數來確定。確定無功補償設備的合理配置和分布,需尋找技術上和經濟上的優方案,以提高配電變壓器出力,降低線損,提高電壓質量。

 

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