配电、电网无功补偿设备的配置原则和现存问题

配电、电网无功补偿设备的配置原则和现存问题
摘要：本文提出了配电电网无功补偿设备的配置应按照“分级补偿，就地平衡”的
原则进行规划。

合理布局。

并指出配电电网无功补偿工作中存在的几个突出的技
术问题。

关键词：配电电网；无功补偿
前沿
在现阶段电网改造建设中，无功补偿在其中所发挥的作用至关重要。

由于它
能够使系统无功平衡，降低网络损耗，从而有效改善及提高供电的质量，现已被
普遍应用在各种电压等级的电网中。

文章对配电网无功补偿设备原则与现存问题
展开了相关的探讨，希望为有关研究提供理论依据。

1、配电网无功补偿的意义
电力质量的优劣关系到国民经济的快速增长，与国家经济发展与社会稳定密
切相关，在国家能源战略方面扮演着非常重要的角色。

虽然自改革开放以来，国
内经济建设已取得一定的成绩，但在电力系统安全运行方面存在的问题日趋严重，安全事故近年来频繁出现，导致经济损失非常大。

怎样将电压合理地进行调整，
使电网的安全运行水平得到有效提高，是电力工作者的一项头等大事。

提倡发展
电力安全保护体系，为电力安全预警预案提供强有力的保障，可以保证国内经济
社会安全稳定地发展。

2、无功补偿的配置原则：
无功补偿设备的配置，应按照全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡的
原则，使电网的无功补偿取得最佳的综合效益。

1、降损与调压相结合，以降损为主，针对配电系统的线路长、支数多、负荷分配、功率因数低、线损大等特点，无功补偿的主要作用和最大经济效益是降损，同时满足调整电压的要求，以保证电压质量。

对于有些轻载运行的线路，其电压
经济偏高，不宜再装电容器组，否则特别是后半夜往往使线路电压升得过高，会
使配电变压器铁损进一步增加，反而使线损增高。

2、集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主，既要在变电站进行大量的集中补偿，又要对配电线路、配电变压器和用电设备进行分散补偿，分散补偿的
配置应从实际出发，要求取得最佳的经济效益。

3、无功补偿的主要目的和作用
无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率耗损、稳定电
压和提高供电质量，在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三
相负载的有功和无功功率。

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，在运行过程中电网电源需向这些设备提供相应的无功功率。

在电网中
安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以补偿感性负荷所消耗的无功功率，从
而减少了通过电力线路输送的由电网电源向感性负荷提供的无功功率。

无功补偿
的具体目的是：
1｝、降低电网的功率损耗。

由公式I=P/√3UCOSφ可知，负荷电流I与COSφ
成反比。

在输送的有功功率P为定值时，加装无功补偿设备后提高了功率因数，
将使线路中的负荷电流降低，从而使线路上的有功功率损耗降低。

降低电网中的
有功功率损耗，是安装无功补偿设备的主要目的。

2｝、减少设备容量，节省投资。

由公式S=P/COSφ可知，在输送的有功功率
P为定值时，功率因数提高后可以减少视在功率S，也就是可以减小供电设备的
安装容量，客户不但节约了购买设备的投资，还减少了支付供电部门按供电设备
容量计算的基本电费。

降低客户电费开支，减少设备投资，无功补偿给电力客户
带来了直接的经济效益。

3｝提高设备的供电能力，挖掘现有设备的潜力。

由公式P=SCOSφ可以看出，在设备的视在功率S不变的条件下，功率因数提高后可以多输送有功功率。

以50
千伏安配变为例，当功率因数从0.7提高到0.9后，其输出的有功功率由35千瓦
提高到了45千瓦，明显增加了配电变压器的供电能力。

4、配电网无功补偿现存的几个问题
1｝补偿方式同题。

目前很多部门无功补偿的出发点还放在用户侧，即只注意补偿用户的功率因数，而不是立足于降低电力网的损耗。

如为提高某电力负荷的功率因数，增设1
台补偿箱。

这固然会对降损有所帮助。

但是如果要实现有效的降损，必须通过计
算无功潮流，确定各点的最优补偿量、补偿方式，才能使有限的资金发挥最大的
效益。

这是从电力系统角度考虑问题的方法。

实践经验证明：为降低10KV线路
的损耗，最好将补偿装置安装在配电变压器的低压侧，即所谓的分散就地补偿方法。

如北京某地线路的补偿方案由于缺乏通盘考虑。

投资三、四十万元，而线路
降损只有1％。

而经计算，该线路的降损潜力至少有50％～6％，如果能合理补偿，完全可以达到这一降损目标。

2｝无功补偿容量选择问题。

过补偿会造成无功倒送，这是电力系统所不允许的，因为它会增加线路和变
压器损耗，加重线路负担。

采用固定电容器补偿方式的用户，在负荷低谷时，可
能造成无功倒送。

对于接触器控制的补偿柜，补偿量是三相同调的，在三相负荷
不对称的情况下。

就可能造成无功倒送。

对于晶闸管控制的补偿柜，虽然三相的
补偿量可以分调，但是很多厂家为了节约资金，只选择一相做采样和无功分析。

于是至于选择补偿方式时，应充分考虑这一点。

3｝电压调节方式的补偿设备带来的问题。

有些无功补偿设备是依据电压来确定无功投切量的，这有助于保证用户的电
能质量，但对电力系统而言却并不可取。

因为虽然线路电压的波动主要由无功量
变化引起，但线路的电压水平是由系统情况决定的。

当线路电压基准偏高或偏低时，无功的投切量可能与实际需求相去甚远，出现无功过补或欠补。

5、无功补偿的种类和特点：
1｝、集中补偿
在高低压配电所内设置若干组电容器，电容器接在配电母线上，补偿供电范
围内的无功功率。

2｝、组合就地补偿(分散就地补偿)电容器接在高压配电装置或动力箱的母线上，对附近的电动机进行无功补偿。

3｝、单独就地补偿
将电容器装于箱内，放置在电动机附近，对其单独补偿。

6、电力无功补偿技术
1｝电力负荷的功率因数
功率因数是指电力网中通过线路、变压器的视在功率供给有功功率所占百分数。

在电力网的运行中，希望功率因数越大越好，如能做到这一点，则通过电力
设备的视在功率将大部分用来供给有功功率，以减少无功功率的传输，减少有功
功率损耗。

适当提高用户的功率因数，可以充分发挥供电设备的生产能力、减少
线路损失、改善电压质量。

影响功率因数的主要因素：首先我们知道功率因数的产生主要是因为交流用
电设备在其工作过程中，除消耗有功功率外，还需要无功功率。

当有功功率P一
定时，如减少无功功率Q，则功率因数便能够提高。

在极端情况下，当Q为零时，则其功率因数为1。

因此，提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功
率需要量。

2｝并联电容器补偿无功功率的作用及方法
电力电容器作为补偿装置有两种方法：串联补偿和并联补偿。

串联补偿是把
电容器直接串联到高压输电线路上，以改善输电线路参数，降低电压损失，提高
其输送能力，降低线路损耗。

这种补偿方法的电容器称作串联电容器，应用于高
压远距离输电线路上，用电单位很少采用。

并联补偿是把电容器直接与被补偿设
备并接到同一电路上，以提高功率因数。

这种补偿方法所用的电容器称作并联电
容器，用电企业都是采用这种补偿方法。

按电容器安装的位置不同，
7、结论
随着国民经济的迅速发展，用电量的增加，电网的经济运行日益受到重视。

降低网损，提高电力系统输电效率和电力系统运行的经济性是电力系统运行部门
面临的实际问题，也是电力系统研究的主要方向之一。

特别是随着电力市场的实行，电网公司通过有效的手段，降低网损，提高系统运行的经济性，可给输电公
司带来更高的效益和利润。

参考文献
[1]GB50052―95《供配电设计规范》
[2]GB3485―83《评估企业合理用电技术导则》
[3]GB12497―90《三相异步电动机经济运行》
[4]《电网无功补偿使用技术》（中国水利水电出版社作者：王向臣）。