配电网无功补偿解决方案

配电网的无功优化补偿

的重要性

一、无功补偿的意义

当电网传输功率时，电流将在线路、变压器阻抗上产生电压损耗△U。无功功率的变化，将引起电压降的变动，通过安装无功补偿设备，就地平衡无功功率，限制无功功率在电网中传输，相应地减少了线路的电压损耗，提高了电网的电压质量。

过去无功负荷主要在工业企业，所以只对大型工业企业在实行两部制电价的同时，实施功率因数奖惩办法，而对其他用户都没有功率因数考核。对工业企业的功率因数奖励办法长期以来没有修改，缺乏研究分析。工业用户对无功就地补偿缺乏积极性，致使功率因数偏低，发电、输电和配电设施不能获得充分利用，线路损失增加。

居民生活和楼宇用电在五、六十年代仅仅是指照明用电，而且照明灯具基本上都是白炽灯，功率因数接近1。由于居民生活和楼宇的用电量很小，可以不考虑功率因数奖惩。但自改革开放以来，在照明用电上推广荧光灯和节能灯，这些灯具的自然功率因数仅0.6左右；特别严重的是家用电器迅速普及，绝大多数家用电器的功率因数一般在0.7左右；只有电热水器属于电阻负荷，功率因数比较高。节能灯虽然可以节约有功电力和电量，但节能灯消耗了大量无功电力和无功电量，在推广节能灯时，只讲节约有功，不讲多消耗无功，不采取补偿措施是不妥当的。由于居民生活和楼宇用电中大量使用家用器，用电量的比重急剧增长，仅居民生活用电占总用电量的比重已经达到12%，如果包括商业、宾馆、写字楼等楼宇用电，估计用电比重可达30%左右。这么大的用电量的功率因数严重偏低，对电力部门的经济发供电的影响是很大的。

我国目前农村居民的家用电器的普及率还不高，随着农村电气化水平的提高，居民生活和楼宇的用电量还会有很大提高。世界上工业发达国家居民生活用电的比重可达30%—40%，加上楼宇用电可以超过50%，我国也必将朝着这个方向发展。居民生活用电的无功问题同样是供电企业的重要任务。

无功功率补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。这样，感性负

荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿。

无功补偿的主要作用有以下几点：

（1）补偿无功功率，提高功率因数。

系统中大部分为感性负载，为使其正常运行，必须供应它们建立磁场所需的能量，这就出现了电源与负载之间的能量交换，表现为电源要向负载供应无功功率，如对感性负载并联容性 设备，让它们之间就地进行一部分能量交换，便能减少电源与负载之间的能量交换，即减少电源供应的无功功率，从而提高了功率因数。

（2）提高设备出力

由于有功功率P=Scosφ，当设备的视在功率S 一定时，如果功率因数cosφ提高，上式中的P 也随之增大，电气设备的有功出力也就提高了。

（3）降低功率损耗和电能损失

在三相交流电路中，功率损耗ΔP 的计算公式如下：

222)(cos 3ϕU R P p =∆

由上式可见，当功率因数提高后，将使功率损失大大下降，因而降低了线路和变压器的电能损失。

（4）改善电压质量

在线路中电压损失ΔU 的计算式如下：

U QX PR u l

+=∆

由上式可见，当线路中的无功功率Q 减少以后，电压损失△U 也就减少了。

二、 配电网无功补偿的现状

配电网建设在20世纪60～90年代较多，广泛采用大树干、多分支、单项辐射型供电方式。这些电力线路的运行特点是：供电半径长，负荷率低，无功消耗多，功率因数低，线路的损失高，末端电压质量差。

在经过近几年大规模的建设和改造，电网的健康水平有了明显提高的同时，也安装了一些的无功补偿装置。这些装置大都采用自动投切，但往往由于电容器