无功补偿与节能降耗的分析

无功补偿与节能降耗的分析

发表时间：2016-07-14T16:38:49.987Z 来源：《电力技术》2016年第3期作者：张滨生1 赵虎元2

[导读] 因此在配网运行时，必须最大限度的进行节能降耗。

1. 国网临汾供电公司山西临汾 041000；

2.中国能源建设集团山西山西省电力勘测设计院有限公司山西太原 030001

摘要：为了提高供电系统的安全性、可靠性和经济效益，因此在配网运行时，必须最大限度的进行节能降耗。为了实现上述目标，本文主要从以下几个方面进行研究，首先对无功补偿技术的相关内容进行介绍。其次还对实现无功补偿的措施进行探讨，分别从补偿点、补偿容量的确定与无功补偿设备、投切开关的选择这四个方面来进行探讨。

关键词：10kV；配网；无功补偿；节能损耗

在配网中，为了减少无功功率的损耗，可以安装无功补偿设备，比如：并联电容器，这样在电路运行时，无功补偿设备就会对电抗进行自动感应。引起无功功率损耗的主要方式为：在电网运行时，线路中会存在无功功率，电网电源就将此无功功率提供给感性负荷，从这里可以看出，变压器和线路在输送电的工程中会产生无功功率，进而发生电能损耗，通过安装相关设备将此损耗降到最低的方式为无功补偿技术。在电网中，无功补偿设备具有降损节能的作用，其优点为投资成本低、效益高，还可以不断提升功率因数，因此无功补偿技术值得在配网中推广与应用。

1 无功补偿的相关介绍

在配网运行时，为电感负载提供无功补偿是一项极其重要的工作，其实现方式主要有两种：

（1）直接通过输电系统来进行补偿，如果是应用此方法来实现的话，就要综合两个方面来考虑，一方面是无功功率，另一个方面是有功功率。因此此方式就存在缺点了，增加电能损耗，这主要是对无功功率进行输送造成的，从而增加电力运输的成本，违背了经济性原则；

（2）通过电容器来实现补偿，此方式可以有效避免上述存在的问题，也可以有效的对无功损耗进行降低，使功率因数倍增，提升电力系统的经济性。功率因数在电力系统运行时，也发挥着重要的作用，它是电源输出是否有效的反映，这样就可以通过功率因数对有效利用率进行计算，真实的了解电力的运行情况。

在配网运行时，如果存在大量的无功损耗，将会给配网的安全、经济运行造成很大的影响，主要有两个方面：一是使线路损坏的发生率不断提高；二是造成供电系统不稳定，使得用户的用电质量不断下降。为了有效解决此问题，将电能损耗尽量降到最低，在设计配网线路时可以适当增加电容器的数量，尽量使每一个节点都有一个，这样在实现无功补偿时就可以使用就近原则，就会降低系统的工作压力，也会有效的减少 Q 进入电力系统，从而达到节能损耗、降压的目的，使无功补偿充分发挥作用。

虽然无功补偿具有很多优点，但其仍然存在少许问题，这里以10kV 配网为例，由于人们生活水平的不断提高，对于用电质量的要求也越来越高，对于目前的供电系统来说，对于人们的要求还不能完全满足，根本无法保障用户的用电质量，也很难达到国家要求的技术标准，给用户带来用电难度，部分地区由于地理位置的限制，安装的电容器数量太少，无法实现有效的功率补偿。

2 在配网中实现无功补偿的措施

2.1 补偿点的确立

为了实现配网的无功补偿，首先应该对补偿点进行有效的、合理的确定。这里还是主要针对于 10kV 配网来说。

在线路运行中，对无功补偿进行计算的方法有很多，比如相对分析法、动态规划法和有功均匀分布法、无功均匀分布法，其中最适合10kV 配网的为无功均匀分布法，其具有实用性、简便性、适用性等优点。根据无功均匀分布法原则可以看出，最佳的补偿点为三分之二处，在此点无功补偿会达到最大值，但是其在实际计算中，对前提条件要进行设定，需要假定线路是无功时均匀分布的，但是实际线路运行并不是这样的，其分布状态是不均匀的，有的差距非常大，可以达到400m左右，因此为了与实际吻合，进行理论计算之后，必须对其进行修正。对于整个线路来说，可以将补偿点确定在三分之二处，但是其并不能对整个线路实现无功补偿，也只能是就近补偿，因此剩余的部分就落在了变电站上，在补偿过程中，主要分为三段来进行，中间和末端由补偿点来实现，而变电站就为前端提供损耗，尽量将无功补偿发挥到最大，从而有效降低电压、电能的损耗。在实际中对于补偿点的确定，主要是依靠节点的位置，简而言之，节点确定了，补偿点也就确定了。

2.2 补偿容量的确定

在对无功补偿容量进行确定时，就会应用到功率因数值，主要是考虑补偿前后的区别，功率因素值发生一点小小的变化，将会给补偿容量造成很大的影响，比如由 0.95 变化到 1，感觉只有 0.05 的差距，但其实会将补偿电容增加数倍，因此，如果将功率因数值确定为 1是非常不合理的，也不符合实际情况，尤其对于高压补偿来说，将会不断扩大投资成本，虽然成本增加了，但是收益却是不理想的，就失去了经济效益，所以在实际工作中，对于过补偿也要进行及时的预防，避免倒送现象的发生。这主要是由于线路运输中，无功功率的增加会带动运行电压的升高，这样对设备的安全运行造成很大的威胁，另一方面，对于整个电网来说，电能损耗也会增加，就违背了节能降损的原则，也使电路运行的不稳定性不断升高。

2.3 无功补偿设备的选择

在选择无功补偿设备时，必须考虑到适用性及合理性，另外对于设备的性能特点也要多加注意，对于经济条件比较好的供电单位，在选择投切装置时，要以自动化的为主。由于我省地理位置及经济水平的限制，在对无功补偿设备进行选择时，必须考虑到环境因素，对电压的承受能力要进行提前的勘察，尽量提高设备的耐用性，另一方面，在安装电容器时，也要考虑到环境的温度差距和抵抗电流的能力。

2.4 投切开关的选择

为了电容器的良好运行，在选择投切开关时，也要注重实用性与合理性，避免电流过大对电容器的冲击，如果冲击的次数过多，就会对电容器造成损坏，降低了电容器的有效使用时间，就会造成设备的浪费，增加电力运行的代价。在实际的工作中，应用最多的就是晶闸管投切电容器，其有效避免了直接接触的问题，但是其缺点也是很明显的，功率损耗非常大，为了避免此问题，对其进行安装时，必须配