低压电网无功补偿的研究

低压电网无功补偿的研究

发表时间：2020-01-16T10:43:26.893Z 来源：《基层建设》2019年第28期作者：张旭

[导读] 摘要：在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。

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摘要：在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%，如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。由于减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。

关键词：低压；电网；无功补偿

引言

在电力系统低压电网中，无功补偿装置发挥着十分重要的作用，电力系统低压电网在输送电能的过程中会出现较多的损耗，二还会因为电力系统出现故障而影响电力正常供应，但是无功补偿装置却可以在很大程度上提高电力系统低压电网的输电效率，降低损耗，保证电力正常供应，更好地满足人们的日常生活和社会的正常生产。

1无功补偿原理和重要性的分析

在配电网中存在例如变压器、电焊机以及电动机和电抗器等用电设备，并且大部分都是感性负荷，通常会出现电流比之于电压相位相对滞后，但是容性无功功率的电流相位超前电压相位。故常用容性无功功率补偿感性无功功率，以减少电网无功负荷，由于超前电流与滞后电流的互补作用，也就是电容性负荷的无功功率补偿了电感性负荷的无功功率。当电网容量一定时，使无功功率减少，从而达到了提高功率因数的目的。无功补偿装置对于电力系统低压电网的重要性主要体现在以下几个方面：第一，保证电力系统电压网络的稳定性，电力系统低压电网在运行过程中经常会出现电压不稳的情况，这给人们的生活和社会生产造成了巨大的负面影响，但是通过无功补偿装置可以很好地解决这些问题。第二，降低电能损耗，不仅仅表现在供配电系统的电能损耗，而且还在很大程度上表现为电能消耗企业上，通过安装无功补偿装置可以降低整个输送电网的电能损耗，减少电力资源浪费，为供电企业和电能消耗企业带来巨大的经济效益，有利于整个社会电力资源的节约，对我国社会经济的可持续发展具有十分重要的作用。

2无功补偿的合理配置原则分析

从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消

耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。第一，总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。第二，电力部门补偿与用户补偿相结合。第三，分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。第四，降损与调压相结合，以降损为主。

3无功补偿方法的分析

3.1随机补偿

这种补偿方式所补偿的无功功率主要为电磁感应中的，一般应用主要应用于电动机。当电动机开启时，随机补偿开始工作，电动机关闭时随机补偿便会随之消失，其无功补偿能够自动进行，而无需进行调试，所以操作较为渐变灵活，具有相对优越的优势。

3.2随器补偿

和随机补偿相似，随器补偿也需要通过低压熔断器，将低压电容器和配电变压器连接起来，对空载状态下的配电变压器提供功率补偿。值得一提的是，在空载或轻载的状态下，配电变压器的大部分无功负荷为空载励磁无功，尤其对于轻负载配电变压器而言，它的损耗在供电能量中的占比极高。该种补偿方式大体包含下列几个优势：接线较为简便，维护检修难度较小，能对电网无功的基荷予以限制，并最终实现对高配电变压器的无功降损功效。随器补偿的经济性价比相对较高，因此其在现实中得到了广泛应用。

3.3跟踪补偿

跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kV母线上的补偿方式。适用于100kV A以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。

4低压电网中的无功补偿装置的选择

4.1动态补偿装置

目前的低压电网中，动态补偿装置的应用相对较为广泛，由于电网中无功功率引发因素较为复杂，因而通过动态的补偿装置能够更为灵活的满足无功补偿需要，稳定低压电网供电电压，增加安全性、可靠性。

4.2静态补偿装置

静态补偿装置一般为机械式接触器投切电容器组，适用于负载变化较小的场合。通过静态补偿装置能够有效的降低由于电网设备所造成的损耗，提高供电质量，达到无功补偿的作用。

5设备的应用分析

在低压电网中，无功补偿是通过补偿装置进行的，这是低压电网中对于无功补偿最常用的处理方式，以此提高功率因数，将损耗降至最低，从而稳定电网中的电压。所以无功补偿装置是处理功率因数最好的一种选择。实际生活中，无功补偿装置也是需要依照实际情况进行选择的，并且在低压电网中装置的安装也需要同视机的需要相适应。另外，需要注意，当补偿方法为随机补偿时，就需要使用就地补偿装置，从而以嘴边的方式进行无功自动补偿。若实际应用中需要在实现多条线路自动投切并且同时将变压器无功负载降低时，就需要将补偿装置集中起来。当前在低压电网中无功补偿装置还包括无功发生器，这些装置，是的低压电网性能有了显著的提高。

6无功功率补偿注意问题

第一，要防止电动机产生自励磁。第二，要防止产生谐振。对发生谐振的，要加装串联电抗器。对五次谐波，可用4.5%Xc的电抗器。对三次谐波，可用12%Xc电抗器。第三，防止过电压。并联电容器会使安装处的电压增加。国家标准要求，电容器的长期过电压值最多不超过1.1倍额定电压。第四，要防止维持电压时间过长。对于自动投切或可逆运行的电动机，在从正转到反转的过渡时间内，电容器的端电压必须降到额定峰值的10%以下。否则会有自励磁，从而使电动机的端电压升高得非常高。所以投切时间间隔要中够长，使电容器的电压

降下来。第五，要限制涌流。如果投切涌流超过100ICN时，要有限涌流的措施。ICN为电容器的额定电流。

7结语

随着社会经济的快速发展，对电力供应的需求越来越大，使电力工程建设的规模越来越大。在低压电网中，最重要的便是供电和用电安全，为了能够确保达到要求，使用无功补偿时最好的方法，其能够提高电网中功率因数，因此也是越来越受到人们的重视，对此本文分析了无功补偿在低压电网中的应用。

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作者简介：张旭（1990.01）男，江苏宿迁人，金山职业技术学院大专，生产技术员，研究方向：电力系统及其自动化。