电力系统低压电网无功补偿技术

　　电网输出的功率包括两部分：一是有功功率，二是无功功率。在电力系统中，不仅有功功率要平衡，无功功率也要平衡;φ为功率因数角，它的余弦cosφ=PS[1]就是功率因数。由功率三角形可知，在一定的有功功率下，用电企业的功率因数cosφ越小，则所需的无功功率越大。由于电路中有一定的消耗，这部分耗能需要由电力系统在供电时自行进行提供，因此为了增加供电量，整体的电路和变压器也同样需要做改动，这时则不仅多增加了不必要的投入，而且电路运输中的耗损也同时增大，输电效率大大降低。所以不论是对于供电部门还是用电部门，对无功功率进行适时补偿以提高功率因数，以防止无功倒送，从而节约电能，提高运行质量都具有非常重要的作用。电流在电感元件中作功时，电流超前于电压90°。而电流在电容元件中作功时，电流滞后电压90°。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180°。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小，从而提高电能作功的能力;把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷的装置并联接在同一电路中，能量在两种负荷间相互转换，这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿，这就是无功补偿技术的原理。

　　二、无功补偿装置的重要性分析

　　1、降低电能消耗企业的电费支出

　　依据我国目前所执行的电费收缴制度，电能消耗企业所缴纳的电费与其功率因数有关，根据该企业的功率因数来确定所要缴纳的电费。因此对供电机械设备的养护和节能技术的应用都是电力企业所关注的。低压电网中所应用到的无功补偿技术，由于能够减少在设备工作时的电能耗损同时还保护了供电设，有效的降低了日常工作中的电费花销机电设备的损伤。

　　2、降低供配电系统的电能损耗

　　在确定电力系统因使用无功补偿装置而节省的能耗时，可以使用公式P=IUCOSα。电力系统安装无功补偿装置后，当功率因数从未安装前的0.75提高到安装后的0.9后，能够降低大约30%的电能消耗，可以看出其具有非常好的降低电能消耗的作用。所以，电力系统在进行低压电网输送电流时，可以考虑运用无功补偿装置，这样能够有效地降低电力系统中电能损耗。

　　三、无功补偿装置配置地点的选择

　　1、变电所母线设置无功补偿装置

　　在变电所的母线上，无功补偿的容量要比其它的地方都大，通常情况下是采用手动分级投切的方式进行。首先要确定该变电所覆盖范围内的总的无功负荷量，再依据总的无功负荷量来确定变电所母线上的无功补偿容量，以便确保上一级的功率因数能够满足设计要求，同时使变电所的母线电压始终处于允许的范围之内。

　　2、10kV线路设置无功补偿装置

　　对于10kV线路来说，其无功补偿容量的确定是依据变压器的无功损耗以及线路中的无功损耗值。10kV线路中的无功补偿容量不可以过大，否则，会使得线路处于低负载时出现无功过补偿现象，这样就会导致线路中的损耗量增大，同时也不能保证线路中的电压稳定。

　　3、用户低压端设置无功补偿装置

　　通常情况下可以根据用户的无功负荷的变化，进行补偿电容器的自动切换，这样就能够避免出现向高压线路反送无功电能的情况。在供配电电网里，若将无功补偿装置设置在用户低压端，能够保证线路中有最小的电流，进而有效降低线路中的电能损失。此外，由于供配电线路中的电流比较小，就能够使供配电线路中电压降减少，进而避免电压出现较大的波动。

　　通过在用户端设置无功补偿装置，可以产生较好的效果，不然即便线路关口处有着比较高的功率因数，也不能实现合理降低线路的功率损耗。在供配电线路中，应当将低压侧设置无功补偿装置作为主要的补偿方式，而高压端的无功补偿装置只起到辅助作用。为了能够有效地达到线路中的无功补偿，可以结合线路中实际情况选用自动控制的方式，及时获取供配电电网中的功率因数、功率、电流、电压等参数，依据电网中各参数的变化，来确定合理的操作指令，进而保证供配电低压电网始终保持良好的运行状态。

　　四、无功补偿的具体方法

　　1、低压电网中集中补偿

　　在低压电网中进行集中补偿主要是利用由电脑控制的低压并联电容器柜，在380V配电变压器处进行。在低压电网中集中补偿的好处是：由于集中整治补偿的数量大可以满足大部分的需要;同时可以进行总体布局，方便对用户群体进行统计，并且根据实际用电数及时调整，是补偿量与耗损平衡;更加节约能源减少了过多的补偿，减少经济投入，一次性的投入使用无功补偿设备，节约了电费的支出同时还节省了维修养护机械的费用。当前，用电大户在设置无功补偿装置时，大多数都是依据电网功率因素的变化来对电容器进行自动调节。用电企业运用集中补偿的方式，可以对可能出现的问题做到早发现、早解决;此外，当地的供电部门也会对企业的用电情况给予更多的关注以便能够加强对电网电压的检查，确保电压一直能够处于合理水平。

　　2、低压电网中的静止补偿

　　在电力系统中的远距离输配电线路中，可以采用静止补偿的方式进行无功补偿。这种方法的优势在于保证了电压的稳定，由于在进行输电的过程中可以及时的对耗损的电能进行补偿，因此保障了多条电路的电压稳定，也防止产生充电现象的发生，在配电时可以随时自动调节供电的多少，更加人性化高效管理。在现实使用时，应当先确定调节点，也就是受电地区的下一级电网与调压输电网与输电网的电压支撑点之间的相互连接的枢纽点设计无功补偿装置。明确该装置可以调节的范围，之后对其实行跟踪维护。虽然这种方式具有很好的自动化水平，但同时也会受到一些难以避免的因素影响，如不良的天气等。因此，在使用过程中，要加强其观测力度，以便能够及时获取最新的数据，出现问题时要及时进行调整。

　　3、低压电网中的分散补偿

　　在电力系统中的用户端采取分散补偿的方式，不仅可以达到提升电压使用率的作用，而且能够保证电压始终处于合理水平，避免因电压变化对电器所造成的损坏。分散补偿法的优势在于节约了成本支出，由于分散的设置所以设备可以更高的使用，并且各自管辖，更加方便。采用分散补偿的方法，可以有效提升供配电线路中的供电水平，稳定线路中的电压，确保用户电器电压能够始终处于合理范围，保证电器可以安全、平稳的运行。

　　结语

　　由于无功补偿技术在电力系统中的应用前景广泛，且满足低压电网对供电效率和安全生产的需求，因此应当鼓励电力运行企业认识到无功补偿技术的重要性，并且建设无功补偿的设施，为企业发展提供更稳定的技术支持。

　　参考文献：

　　[1]潘筱舒,李国徽,李昌,韩斌,刘玉珍.浅析电力系统低压电网无功补偿的问题[J].通讯世界,2016,(20):117-118.

　　[2]王祖麟,高维福,盛颖飞.电力系统低压无功补偿技术[J].工业控制计算机,2013,26(08):117-118.

　　[3]苏以确.浅析电力系统低压电网的无功补偿[J].技术与市场,2011,18(08):203+205.