电力系统无功补偿装置的配置与运行

论电力系统无功补偿装置的配置与运行摘要：伴随电力系统无功管理的进一步深入展开，电力系统能否进行合理无功补偿装置显得尤为重要，如果装置的配置不合理就难以达到无功平衡，而使得电压、网损等相关指标都难以达到。文章阐述了理想的无功平衡状态和无功补偿装置的配置要注意的问

题等，给电力系统实现无功补偿装置的配置提供了一定的参考。

关键词：电力系统；无功补偿装置；配置；运行

1．在电力系统实现无功平衡的原则和基本方法

1.1 无功概述

在一般的交流电路，其电感磁场以及电容电场在一个工作周期内的某一部分时间里由电源吸收一定的能量，而在另一部分时间，会将能量返回到电源。在电源、电容、电感之间能量是相互交换的，我们把所交换能量的最大值叫无功功率。在无功交换过程中，能量所经过的变压器、线路等的设备上会产生一定量的能量损失。

1.2 无功电源和负荷简介

习惯上我们把感性无功容量叫做无功负荷，而称容性无功容量为无功电源。无功电源一般是指发电机以及补偿并联电容器等，而无功负荷一般包括变压器，负载，感应电热设备等所消耗的励磁功率以及补偿并联电抗器等。对调相机、发电机、同步电动机的励磁电流进行调整使其能够呈现容性也能够呈现呈感性。架空输电线路的负载较低时呈容性，负载较高时呈现感性。

1.3 进行无功平衡的原则

首先我们了解无功补偿的基本原则：在系统有功负荷高峰以及负荷低谷的特定运行方式情况，保证分层以及分区的无功平衡。而无功补偿配置就要依据电力系统的实际情况，全方位考虑无功补偿装置在各电压等级变电站、10kv及其及以下配电系统与用户方配置比例相互协调关系，从而有效进行分散就地补偿以及变电站集中补偿相结合的方法，电力系统自身的补偿和用户系统的补偿有机结合，高压和低压互相补偿，保证电力系统能够在安全和经济的条件下有效运行。同时，还能保证电压的稳定性和质量，降低了损耗，这正是采取无功平衡的重要依据和原则。

2.无功不平衡的后果及难题

2.1无功不平衡带来的后果

如果出现无功不平衡现象，就会形成无功的无谓流动，会严重增大电网损耗。同时，富裕的无功地区会出现电压升高，而有些地区会因为缺少无功而导致电压下降，这都会导致电压的不合格，很容易会危及到设备的使用安全，更会影响到用户的用电质量。近年来，无论是在国内还是在国外，都曾经发生过多起电压不稳定的事故，教训确实警醒。

2.2 实现无功平衡的问题

在实现无功平衡时，主要的难题是实现在用户低谷时不要给电网倒送无功，在用户高峰时也不从电网里吸取无功。所以，一般来与，为了在低谷时电压及设备的安全性，可以允许在用户高峰时从电网少量吸取无功，但是，绝不允许在低谷时向电网倒送。另外，

用户分布的复杂性，使配电系统不容易找到合适的位置来装设补偿的并联电容。所以，无功流动一般难以避免。在实践中，一般只能尽量对无功流动的数值和距离进行限制，在最大程度上做好无功的平衡。

3．无功补偿装置的配置与运行

3.1 无功设备的优化配置

用电户在轻负荷时要尽量避免过补偿，倒送无功会造成功率消耗的增加。而将功率因数适当提高到 0.95倍是相对合理的补偿。但同时必须保证低负荷期间不能向电网倒送无功，而在高峰负荷阶段尽可能提高功率因数。对于配电系统来说，在补偿并联电容器时，需要尽量选取恰当的位置，力求在数值和距离上减少配电系统中网络的无功流动，从而来降低在用户和配电系统以及变电站这三者之间的无功交换。一般地，实现无功补偿时，应使配电变压器的容量介于变压器允许容量的 0.2～0.4倍之间，同时，当补偿处于变压器的最大负荷，应该使高压侧的功率因数大于或等于0.95。当需要进行远距离供电，或者遇到低于10kv的功率因数，可适当在架空线路上安装电容器，选用的容量应该按本线路上的配电变压器总容量的0. 07～ 0.1倍，同时，在低谷负荷时，要保证不能给电网倒送无功的现象。对于变电站来与，其容性无功补偿的装置应该把补偿变压器的无功损耗作为重点，同时要适当考虑对负荷侧进行无功补偿，另外，还要通过计算来确定采用无功补偿的装置容量。

由于一般变压器有变比选择，所以需要避免电容器的接入点出

现过高的电压。对于发电厂来说，应该在保证电压稳定的基础上，力求做到不给或减少电网输送出的无功。

3.2 无功补偿的常用运行方式

一般说来，无功补偿有以下几种运行方式：

一是集中补偿，就是需要在高低压的变电站、线路上安装一个或多个并联的电容器、并联的电抗器；二是分组补偿，就是把并联电容器安装在配电变压器的低压侧或者是安装在用户的车间配电屏上；三是对单台的电动机进行就地补偿，这就需要把并联电容器安装在单台电动机处。

3.3 对功率因数的一般要求

在实践中，还要尽量避免出现大量的无功，使变压器被穿越。一般来说，对于35kv到220kv的变电站，对无功补偿装置进行配置时，要做到其处于主变最大负荷状态时，高压侧的功率因数大于0.95，在低谷负荷状态时，功率因数小于0.95，但是又不能低于0.92。

4.结论

总之，对于无功网损的电压管理来说，无功补偿是最基础的内容。因为无功电源和负荷呈现出零散分布，同时也有动态的变化，使处理无功平衡的过程变得相对复杂，只要有不平衡现象，都可能形成无功的无谓流动，带来加大网损的结果。虽然无功流动在实践中难以彻底避免，所以，就需要在应用中限制无功流动的数值，控制其距离，在最大程度上保证无功的平衡，以便降低网损，从而提

高正常电压的合格率。这既是处理无功平衡的常用手段和基本原则，同时，还能降损和节电，直到节约能源、降低污染、净化和保护环境目的。

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