论文部分内容阅读
【摘 要】随着我国经济的飞速发展，人们对于供电的质量要求也在逐渐提高。目前我国的配电网仍然存在无功功率频繁变化的问题。为了保持无功功率的稳定性，减少电路损耗，维护配电系统的稳定性，要在配电网中应用无功补偿技术。无功补偿技术是解决配电系统的电能损耗问题，提高电能电压质量的最有效方式之一。在配电网中合理应用无功补偿技术是保证居民正常用电的前提，也是维护配电系统稳定的重要保证。本文分析了无功补偿技术的原理，在无功补偿的基础上探讨了无功补偿技术在配电网中的应用问题。
【关键词】无功补偿技术；配电网；应用
随着我国经济发展水平的不断提高，人们对于电力企业的供电的需求量和质量要求也在逐渐提高。配电网的安全稳定运行是保证居民安全用电的前提，也是国家经济发展和社会稳定的重要保障。目前我国的配电网仍然存在无功功率频繁的问题。由于绝大多数的用电设备都在消耗无功功率，需要无功功率才能运行。输送电路中无功功率频繁变动会造成电能的电压不稳定，并对用电设备的正常运行产生不良影响。无功补偿技术是解决配电系统的电能损耗问题，提高电能电压质量的最有效方式。
一、无功补偿技术的原理
无功补偿技术，全称为无功功率补偿技术，它的工作原理是通过连接容性功率负荷和感性功率负荷，使得这二者的能量能够相互转换，由容性功率负荷为感性功率负荷提供无功功率，保证用电设备的电压稳定。用电设备需要在电压正常的情况下才能正常工作。电网输出的电流中带有有功功率和无功功率，一旦其中的无功功率低于使用要求，电网就无法建立一个完整的磁场，导致电网电压下降。而电网电压下降就会直接导致用电设备无法正常工作。因此，为了保证用电设备的正常使用必须保证电网中的无功功率符可以符合负荷供给的需要。然而，出于发电机的无功功率难以满足这一需要，而且在高压输电电路的传输过程中会将无功功率消耗掉，导致输出的电流中的无功功率无法满足负荷供给的需要。为了改善电压质量，降低线路电能损耗，要在配电网中应用无功补偿技术，平衡电网的无功功率。
二、无功补偿技术的应用原则
无功补偿技术可以提高电力系统的稳定性和安全性，减少线路传输中的电能损耗。然而，不恰当的无功补偿技术也会对配电网的正常运行产生不利的影响。因此，将无功补偿技术应用于配电网时要遵循“全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”的基本原则。首先，在无功补偿时要进行全面规划，保证整个电网的电压可以保持稳定。其次，要进行合理布局，实现区域协调性支撑经济性，再由区域的经济性反过来支撑区域协调性的目的。再者，在无功补偿时要进行分级补偿。最后，要严格按照就地平衡的原则来应用无功补偿技术。
三、无功补偿技术在配电网的应用
（一）配电网中无功补偿的应用方式
目前在配电网中应用无功补偿技术的常见方式有低压集中补偿方式、低压个别补偿方式、无功功率就地补偿和高压集中补偿。几种补偿方式都有各自的优缺点，要根据应用的场合选择合适的补偿方式。低压集中补偿是目前应用最广的一种无功补偿方式。这种补偿方式是通过无功补偿器对电容器的投切进行控制，改变输电网和高压输电电路的功率因素。与另外几种方式相比，低压集中补偿方式的优点在于接线比较简单，且操作设备位于变电站内，维护、管理工作相对简单，缺点则是降低高压输电线路电能损耗的效果比较差。低压个别补偿方式对于降低高压输电线路电能损耗的效果比较好，它是通过在变压器的电压较低的一侧安装装置来实现无功功率补偿的。这种补偿方式有效地解决了集中补偿方式的电流骤然变大的问题，有利于降低线路损耗，运行设备也比较简单，使用方便，缺点是这种补偿方式是随着设备开关进行的，需要进行人工投切，一旦投切的时间或者用量出现问题就会造成无功补偿的不恰当。
低压就地补偿是将电容器和感性负载用电设备直接并联，彻底解决电动机的无功功率补偿问题和线路电能损耗问题。这种方式的节能效果最好，并且可以减少无功补偿过程中出现的电流波动问题的发生次数，缺点是需要的电容器数量太多，无法普遍投入使用。高压集中补偿方式是指在电压较高的情况下，使用电容器较大幅度地提高电网的功率因素。这种补偿方式对于提高总回路功率因数的效果最为显著，而且高压集中补偿方式的设备也都位于变电站内，维护和管理都比较简便。由于高压集中补偿方式的应用范围比较有限，只能用于6-10kv的母线无功功率补偿中，对于企业而言应用的效果不如其他几种方式，因此高压集中补偿方式常用于大中型工厂当中。
（二）无功补偿设计要注意的问题
第一，无功补偿方式的选择问题。电力企业在选择无功补偿技术时要结合电力负荷的功率因素、资金因素、电力网的损耗等众多因素进行综合考虑。由于目前许多部门无功补偿的出发点还停留在补偿用户的功率因素，导致出现无功功率补偿不平衡的问题。只有实现无功补偿平衡，才能从根本上降低电力网的损耗。为了实现无功补偿平衡，必须确定无功潮流各点的最优补偿量，根据无功潮流的情况确定无功补偿方案。
第二，无功补偿设计时要考虑谐波干扰的问题。无功补偿设计需要在输电设备或者用电设备上连接电容器。电力系统中本身有谐波存在，而谐波会对电力系统和电容器造成一定的影响。电容器虽然具备一定的抗谐波的能力，但是过大的谐波仍然会对电容器造成破坏。另外，电容器本身对谐波具有放大的作用，反过来加大了谐波对系统的影响。因此，在无功补偿设计时要充分考虑谐波干扰的问题，根据设计的需求添加滤波装置。
第三，要考虑无功倒送的问题。无功补偿技术都有可能出现无功倒送的问题。无功倒送会加重传输线路的负担，造成传输线路和变压器的损耗。所有的无功补偿设备在三相负荷不对称的情况下，都有可能造成无功倒送。即使是采取就地无功补偿方式的用户，在负荷低谷时也有可能造成无功倒送。为了尽量减少无功倒送给电路带来的危害，在无功补偿设计时要充分考虑无功倒送的问题。
四、无功补偿技术的应用优势
在配电网中应用无功补偿技术的优势是非常明显的：第一，应用无功补偿技术可以使高压传输电路的电能损耗计算更加精确。电力企业依据电能损耗的计算结果来改进供输电技术。计算结果更加精确使得企业的技术改进措施更有针对性，更加有效，实现最大限度的节能效果。第二，应用无功补偿技术有利于维护电压的稳定。无功功率和有功功率失衡会导致电压的不稳定。无功功率在电路的传输过程中会有所损耗，导致电源传输的电压不稳定。通过无功补偿技术，可以对电压的质量进行有效地改善，维护电压的稳定，也保证了用电设备的正常运行。 第三，无功补偿技术可以显著降低与电网相连的用电设备运行时产生的余热，减少用电设备的损耗，达到延长用电设备使用寿命的目的。
五、结语
无功补偿技术是目前改善电网输电电压质量，减少传输过程中的电能损耗的最有效的方式之一。将无功补偿技术应用于配电网时，要根据电网的情况选择合适的无功补偿技术，并结合电网的无功潮流的情况制定完善的无功补偿设计方案。只有充分考虑供电系统的情况制定出来的方案，才能从根本上减少传输电路的电能损耗，实现节约电能、改善电压质量的目的。
参考文献：
[1]那东威.无功补偿在配电网中的应用[J].民营科技，2012（10）.
[2]石剑锋.无功补偿技术在配电网中的应用分析[J]. 机电信息，2013（27）.
[3]丁宝华.无功补偿技术在配电网中的应用与分析[J]. 现代工业经济和信息化，2014（26）.
【关键词】无功补偿技术；配电网；应用
随着我国经济发展水平的不断提高，人们对于电力企业的供电的需求量和质量要求也在逐渐提高。配电网的安全稳定运行是保证居民安全用电的前提，也是国家经济发展和社会稳定的重要保障。目前我国的配电网仍然存在无功功率频繁的问题。由于绝大多数的用电设备都在消耗无功功率，需要无功功率才能运行。输送电路中无功功率频繁变动会造成电能的电压不稳定，并对用电设备的正常运行产生不良影响。无功补偿技术是解决配电系统的电能损耗问题，提高电能电压质量的最有效方式。
一、无功补偿技术的原理
无功补偿技术，全称为无功功率补偿技术，它的工作原理是通过连接容性功率负荷和感性功率负荷，使得这二者的能量能够相互转换，由容性功率负荷为感性功率负荷提供无功功率，保证用电设备的电压稳定。用电设备需要在电压正常的情况下才能正常工作。电网输出的电流中带有有功功率和无功功率，一旦其中的无功功率低于使用要求，电网就无法建立一个完整的磁场，导致电网电压下降。而电网电压下降就会直接导致用电设备无法正常工作。因此，为了保证用电设备的正常使用必须保证电网中的无功功率符可以符合负荷供给的需要。然而，出于发电机的无功功率难以满足这一需要，而且在高压输电电路的传输过程中会将无功功率消耗掉，导致输出的电流中的无功功率无法满足负荷供给的需要。为了改善电压质量，降低线路电能损耗，要在配电网中应用无功补偿技术，平衡电网的无功功率。
二、无功补偿技术的应用原则
无功补偿技术可以提高电力系统的稳定性和安全性，减少线路传输中的电能损耗。然而，不恰当的无功补偿技术也会对配电网的正常运行产生不利的影响。因此，将无功补偿技术应用于配电网时要遵循“全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”的基本原则。首先，在无功补偿时要进行全面规划，保证整个电网的电压可以保持稳定。其次，要进行合理布局，实现区域协调性支撑经济性，再由区域的经济性反过来支撑区域协调性的目的。再者，在无功补偿时要进行分级补偿。最后，要严格按照就地平衡的原则来应用无功补偿技术。
三、无功补偿技术在配电网的应用
（一）配电网中无功补偿的应用方式
目前在配电网中应用无功补偿技术的常见方式有低压集中补偿方式、低压个别补偿方式、无功功率就地补偿和高压集中补偿。几种补偿方式都有各自的优缺点，要根据应用的场合选择合适的补偿方式。低压集中补偿是目前应用最广的一种无功补偿方式。这种补偿方式是通过无功补偿器对电容器的投切进行控制，改变输电网和高压输电电路的功率因素。与另外几种方式相比，低压集中补偿方式的优点在于接线比较简单，且操作设备位于变电站内，维护、管理工作相对简单，缺点则是降低高压输电线路电能损耗的效果比较差。低压个别补偿方式对于降低高压输电线路电能损耗的效果比较好，它是通过在变压器的电压较低的一侧安装装置来实现无功功率补偿的。这种补偿方式有效地解决了集中补偿方式的电流骤然变大的问题，有利于降低线路损耗，运行设备也比较简单，使用方便，缺点是这种补偿方式是随着设备开关进行的，需要进行人工投切，一旦投切的时间或者用量出现问题就会造成无功补偿的不恰当。
低压就地补偿是将电容器和感性负载用电设备直接并联，彻底解决电动机的无功功率补偿问题和线路电能损耗问题。这种方式的节能效果最好，并且可以减少无功补偿过程中出现的电流波动问题的发生次数，缺点是需要的电容器数量太多，无法普遍投入使用。高压集中补偿方式是指在电压较高的情况下，使用电容器较大幅度地提高电网的功率因素。这种补偿方式对于提高总回路功率因数的效果最为显著，而且高压集中补偿方式的设备也都位于变电站内，维护和管理都比较简便。由于高压集中补偿方式的应用范围比较有限，只能用于6-10kv的母线无功功率补偿中，对于企业而言应用的效果不如其他几种方式，因此高压集中补偿方式常用于大中型工厂当中。
（二）无功补偿设计要注意的问题
第一，无功补偿方式的选择问题。电力企业在选择无功补偿技术时要结合电力负荷的功率因素、资金因素、电力网的损耗等众多因素进行综合考虑。由于目前许多部门无功补偿的出发点还停留在补偿用户的功率因素，导致出现无功功率补偿不平衡的问题。只有实现无功补偿平衡，才能从根本上降低电力网的损耗。为了实现无功补偿平衡，必须确定无功潮流各点的最优补偿量，根据无功潮流的情况确定无功补偿方案。
第二，无功补偿设计时要考虑谐波干扰的问题。无功补偿设计需要在输电设备或者用电设备上连接电容器。电力系统中本身有谐波存在，而谐波会对电力系统和电容器造成一定的影响。电容器虽然具备一定的抗谐波的能力，但是过大的谐波仍然会对电容器造成破坏。另外，电容器本身对谐波具有放大的作用，反过来加大了谐波对系统的影响。因此，在无功补偿设计时要充分考虑谐波干扰的问题，根据设计的需求添加滤波装置。
第三，要考虑无功倒送的问题。无功补偿技术都有可能出现无功倒送的问题。无功倒送会加重传输线路的负担，造成传输线路和变压器的损耗。所有的无功补偿设备在三相负荷不对称的情况下，都有可能造成无功倒送。即使是采取就地无功补偿方式的用户，在负荷低谷时也有可能造成无功倒送。为了尽量减少无功倒送给电路带来的危害，在无功补偿设计时要充分考虑无功倒送的问题。
四、无功补偿技术的应用优势
在配电网中应用无功补偿技术的优势是非常明显的：第一，应用无功补偿技术可以使高压传输电路的电能损耗计算更加精确。电力企业依据电能损耗的计算结果来改进供输电技术。计算结果更加精确使得企业的技术改进措施更有针对性，更加有效，实现最大限度的节能效果。第二，应用无功补偿技术有利于维护电压的稳定。无功功率和有功功率失衡会导致电压的不稳定。无功功率在电路的传输过程中会有所损耗，导致电源传输的电压不稳定。通过无功补偿技术，可以对电压的质量进行有效地改善，维护电压的稳定，也保证了用电设备的正常运行。 第三，无功补偿技术可以显著降低与电网相连的用电设备运行时产生的余热，减少用电设备的损耗，达到延长用电设备使用寿命的目的。
五、结语
无功补偿技术是目前改善电网输电电压质量，减少传输过程中的电能损耗的最有效的方式之一。将无功补偿技术应用于配电网时，要根据电网的情况选择合适的无功补偿技术，并结合电网的无功潮流的情况制定完善的无功补偿设计方案。只有充分考虑供电系统的情况制定出来的方案，才能从根本上减少传输电路的电能损耗，实现节约电能、改善电压质量的目的。
参考文献：
[1]那东威.无功补偿在配电网中的应用[J].民营科技，2012（10）.
[2]石剑锋.无功补偿技术在配电网中的应用分析[J]. 机电信息，2013（27）.
[3]丁宝华.无功补偿技术在配电网中的应用与分析[J]. 现代工业经济和信息化，2014（26）.