浅析配电线路无功补偿的有关问题体会 童晓昱

浅析配电线路无功补偿的有关问题体会童晓昱
摘要：主要研究配电线路无功补偿相关问题，分析了配电线路无功补偿的技术
原理和应用原则，在此基础上，对配电线路无功补偿方案设计策略进行了探讨。

关键词：配电线路；无功补偿
配电网是电力生产消费关系的最后一个环节，直接面向分布广泛的用户，是
线损大户，配电线路的运行情况直接影响到最终供电质量和供电可靠性，研究配
电线路无功补偿相关问题，对控制线损，提高输电线路有重要意义。

一、配电线路无功补偿
（一）技术原理
无功补偿是提高电压质量，控制线损的有效措施，在不同等级电压系统中均
得到了广泛应用，对于配电网无功补偿，可以选择分散安装和集中安装两种形式，分散安装补偿效果更好，集中安装施工和运行维护更加方便，需要根据配电线路
实际情况和无功补偿情况合理选择无偿方案。

交流电路中，纯电阻元器件负载的
电压与电流相位一致，纯电感负载电流相位比电压落后90°，纯电容负载和纯电
感负载相位差180°，正好相互抵消。

线路中电源处于供电状态下，感性负载能够
向外释放能量，需要无功功率补充，这一部分无功功率的补偿被称作无功补偿，
一般由容性负荷的无功功率中获得。

交流电通过电阻型负载，电能转变为热能，
经过纯容性、纯感性负载，不做功，这一部分功率被称作无功功率，然而实际负
载不可能是纯容性或纯感性，一般都是混合性负载，电流通过，部分电能做功，
部分不做功。

无功补偿的目的是控制配电系统的功率因数在正常范围内，通过无
功补偿，能够减少线路变压设备、输电线路的电能损耗。

无功补偿的主要方法是
在同一个配电线路中并联容性功率负荷装置和感性功率负荷装置，电能将在感性
装置和容性装置之间交换，感性功率荷载所需的无功功率将从容性功率荷载的无
功功率输出中获得补偿。

（二）应用原则
配电线路无功补偿工作的开展，包括工程设计和运行管理，都要满足《电力
系统电压和无功电力技术导则》以及《电力系统电压质量和无功电力管理规定》
要求。

1、就近原则
线路无功功率的补偿过程中，无功功率不断流动会造成有功功率损耗，为了
降低有功功率线损，无功功率补偿应该遵循就低原则，尽量采取本地补偿方案，
在线路上并联高压电容器，或者在配电变压器低压侧并联电容器。

2、固定模式
如果配变励磁也存在无功损耗，最好选择固定模式补偿，并考虑到电容器性
能以及运行维护成本两个关键问题。

一般配变无功补偿点设置不应超过3处，一
般2处，线路感抗途中，要将无功功率配变计入无功消耗，通常无功补偿并联电
容容量在线路配电变压器总容量的0.05-0.1左右。

3、就地补偿
感性负荷客户端尽量选择客户端位置就地进行无功补偿，补偿变压器绕组以
及感性负荷无功损耗，并根据无功负荷变化，自动切换电容器组件，为了满足长
期运行需求，在未出现过补偿的情况下，功率补偿越多越好。

4、自动投切
配电线路并联无功补偿电容器，线路最小负荷状态下，不应再向变电所送无
功，配置容量较大时，需设置自动投切，线路配置有并联电容器，要采取对应措
施控制网损。

二、配电线路无功补偿方案设计
（一）补偿方式与容量
配电线路无功补偿目标是提高功率因数到0.9以上，并充分利用电压无功综
合控制，满足峰功率因数、谷功率因素考核标准和供电电压偏差合格率要求。

配
电线路分布广泛，用户无功补偿比较复杂，分散补偿的效果优于集中补偿，因此
建议选择分散补偿形式，在客户端附近并联电容器组，提高线路负荷功率因素，
降低线损，保证供电质量。

并联电容器组接入配电线路，电容器容量应该在线路
配电变压器总容量的5-10%左右，并保证最小负荷时不会向变电所倒送无功。

并
联电容器可以自动投切时，可以根据线路负荷功率因数考虑要求无功无偿容量。

（二）安装位置
配电线路的无功补偿关键是线路内分布电力变压器无功功率损耗的补偿，通
过无功补偿，可以减少上级变电所对下级配电线路的无功输送，从而提高配电线
路功率因数，达成减速节能的目的。

配电线路无功补偿应该在无功负荷集中的区
域设施，例如负荷集中区域设置无功补偿，补偿效率更高。

对于一些长线路或者
多分支线路以及大负荷分支，可以选择多点补偿方案，在负荷比较集中的多个点
上进行无功补偿。

在具体某一条配电线路的无功补偿方案设计中，研究人员要对
线路平均无功负荷、负荷极值进行全面系统的调查，详细查看运行日志，发现线
路中的较大无功功率负荷点之后，就要在考虑线路始端间距的同时，兼顾大无功
负荷点，选择电容器时，也要考虑到电容器过电压能力以及短路耐受能力、涌流
情况、运行情况、电容器无功损耗等相关因素。

线路上无功功率分布比较均匀时，最佳补偿容量是无功负荷总量的2/3，最
佳补偿地点是距变电所线路全长2/3位置。

无功负荷呈递增分布状态，最佳补偿
容量是无功负荷总量的80%，安装地点在距变电所线路全长7/9位置比较合理，
无功负荷递减分布，最佳补偿容量是无功负荷总量的62%，安装地点设置为距变
电所线路全长4/9位置。

要注意实际工作中，配电线路负荷分布往往是随机而且
毫无规则的，分支很多，接线复杂，无法套用以上规范模式求解，而分支路上出
现这些分布模式，可以将复杂分布的负荷当做多种基本分布形式的组合形式。

电
容器组尽量安装在主干线路1/2以上位置，尽量靠近负荷集中地带，线路上有多
组电容器时，可以在符合密集分支线路上分散补偿。

（三）补偿电容器控制保护
配电线路无功补偿有自动补偿和固定补偿两种主要形式，固定补偿的不足是
十分明显的，有效的无功补偿应该能够发挥节能降损、提高电能供应质量的作用，要从补偿装置元部件质量控制、补偿容量选择、安装地点优化、自动控制装置合
理使用等方面入手，提高无功补偿的有效性。

不同配电线路的负荷性质、负荷变
化规律、线路导线粗细和网络结构都有很大差别，对应的补偿控制原理和技术要
求也有所不同。

现阶段配电线路无功补偿控制主要有功率因数控制和电压无功控
制两种形式，其中功率因数控制策略使用功率因数的上下限进行控制，适用于重
负荷场景，轻载时功率因数较低，补偿装置难以投入电容器。

电压无功控制策略
则设置了电压上下限和电压返回值，适用于无功功率波动频繁的场合。

一般无功
功率补偿装置自动控制系统都设置在开关控制箱内，综合考虑户外无功补偿装置
的运行特点与环境特点，对自动控制装置要进行基本保护，包括放电时间保护、
过电压保护、欠压保护、开关拒动保护等。

结语
配电线路无功补偿能够显著提高配电线路和电力系统功率因数以及配电线路
运行效率，改善供电质量，降低线损，供电企业要重视配电网线路无功补偿工作，优化无功补偿方案，全面提高配电网的节能性能。

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