配電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

    隨著人們對(duì)配網(wǎng)建設(shè)的重視和無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)問題得到了較好的解決。本文從降低網(wǎng)損和提高供電質(zhì)量的角度出發(fā)，探討了無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔眉皫追N補(bǔ)償方式，重點(diǎn)分析了配電無(wú)功補(bǔ)償方法、配置技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償工作有積極的促進(jìn)作用。

　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)電力的需求日益增長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)供電的可靠性和供電質(zhì)量提出了更高的要求。由于負(fù)荷的不斷增加，以及電源的大幅增加，不但改變了電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也改變了系統(tǒng)的電源分布，造成系統(tǒng)的無(wú)功分布不盡合理，甚至可能造成局部地區(qū)無(wú)功嚴(yán)重不足、電壓水平普遍較低的情況。隨著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，當(dāng)系統(tǒng)受到較大干擾時(shí)，就可能在電壓穩(wěn)定薄弱環(huán)節(jié)導(dǎo)致電壓崩潰。因此，無(wú)功補(bǔ)償已經(jīng)成為供電企業(yè)和電力客戶共同關(guān)心的課題。

一、無(wú)功補(bǔ)償及其特點(diǎn)

　　(一)無(wú)功補(bǔ)償及作用

　　無(wú)功補(bǔ)償是指為滿足電力網(wǎng)和負(fù)荷端電壓水平及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求必須在電力網(wǎng)和負(fù)荷端設(shè)置的無(wú)功電源如電容器、調(diào)相機(jī)等。

　　(二)無(wú)功補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)

　　企業(yè)中的異步電動(dòng)機(jī)、變壓器等電感性負(fù)荷是取用無(wú)功功率最多的設(shè)備。取向電網(wǎng)的無(wú)功功率量，異步電動(dòng)機(jī)占60%左右;變壓器占20%左右;整流設(shè)備、電抗器及架空供電線路等占20%左右。因此，可以得出結(jié)論，企業(yè)的無(wú)功功率主要消耗在異步電動(dòng)機(jī)、變壓器和架空供電線路中。為了補(bǔ)償企業(yè)供用電設(shè)備所需的無(wú)功功率，采用靜態(tài)或動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償方式，提高企業(yè)的用電功率因數(shù)，使企業(yè)的供用設(shè)備經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行。

二、電力無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

（一）電力負(fù)荷的功率因數(shù)

    功率因數(shù)是指電力網(wǎng)中通過線路、變壓器的視在功率供給有功功率所占百分?jǐn)?shù)。在電力網(wǎng)的運(yùn)行中，希望功率因數(shù)越大越好，如能做到這一點(diǎn)，則通過電力設(shè)備的視在功率將大部分用來(lái)供給有功功率，以減少無(wú)功功率的傳輸，減少有功功率損耗。適當(dāng)提高用戶的功率因數(shù)，可以充分發(fā)揮供電設(shè)備的生產(chǎn)能力、減少線路損失、改善電壓質(zhì)量。

    影響功率因數(shù)的主要因素：首先我們知道功率因數(shù)的產(chǎn)生主要是因?yàn)榻涣饔秒娫O(shè)備在其工作過程中，除消耗有功功率外，還需要無(wú)功功率。當(dāng)有功功率P一定時(shí)，如減少無(wú)功功率Q，則功率因數(shù)便能夠提高。在極端情況下，當(dāng)Q為零時(shí)，則其功率因數(shù)為1。因此，提高功率因數(shù)問題的實(shí)質(zhì)就是減少用電設(shè)備的無(wú)功功率需要量。

（二）并聯(lián)電容器補(bǔ)償無(wú)功功率的作用及方法

    電力電容器作為補(bǔ)償裝置有兩種方法：串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)補(bǔ)償。串聯(lián)補(bǔ)償是把電容器直接串聯(lián)到高壓輸電線路上，以改善輸電線路參數(shù)，降低電壓損失，提高其輸送能力，降低線路損耗。這種補(bǔ)償方法的電容器稱作串聯(lián)電容器，應(yīng)用于高壓遠(yuǎn)距離輸電線路上，用電單位很少采用。并聯(lián)補(bǔ)償是把電容器直接與被補(bǔ)償設(shè)備并接到同一電路上，以提高功率因數(shù)。這種補(bǔ)償方法所用的電容器稱作并聯(lián)電容器，用電企業(yè)都是采用這種補(bǔ)償方法。按電容器安裝的位置不同，通常有三種方式。

    1.集中補(bǔ)償電容器組集中裝設(shè)在企業(yè)或地方總降壓變電所的6～10kV母線上，用來(lái)提高整個(gè)變電所的功率因數(shù)，使該變電所的供電范圍內(nèi)無(wú)功功率基本平衡。可減少高壓線路的無(wú)功損耗，而且能夠提高本變電所的供電電壓質(zhì)量。

    2.分組補(bǔ)償將電容器組分別裝設(shè)在功率因數(shù)較低的車間或村鎮(zhèn)終端變配電所高壓或低壓母線上，也稱為分散補(bǔ)償。這種方式具有與集中補(bǔ)償相同的優(yōu)點(diǎn)，僅無(wú)功補(bǔ)償容量和范圍相對(duì)小些。但是分組補(bǔ)償?shù)男Ч容^明顯，采用得也較普遍。

    3.就地補(bǔ)償將電容器或電容器組裝設(shè)在異步電動(dòng)機(jī)或電感性用電設(shè)備附近，就地進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，也稱為單獨(dú)補(bǔ)償或個(gè)別補(bǔ)償方式。這種方式既能提高為用電設(shè)備供電回路的功率因數(shù)，又能改善用電設(shè)備的電壓質(zhì)量，對(duì)中、小型設(shè)備十分適用。

三、無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）變電站無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

    變電站是一個(gè)供電區(qū)域的供電中心，用不同電壓等級(jí)的配電線路向用戶供電。按照“分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”的原則，配電線路和電力用戶應(yīng)該基本達(dá)到無(wú)功功率平衡，不向變電站索取無(wú)功電力。容性無(wú)功補(bǔ)償裝置以補(bǔ)償主變壓器無(wú)功損耗為主，并適當(dāng)兼顧負(fù)荷側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償。容性無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量可根據(jù)主變壓器容量來(lái)確定，可按主變壓器容量的10%～30%配置，并滿足220～500kV主變壓器最大負(fù)荷時(shí)，其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95的要求。當(dāng)主變壓器單臺(tái)容量為40MVA及以上時(shí)，每臺(tái)主變壓器應(yīng)配置不少于兩組的容性無(wú)功補(bǔ)償裝置。變壓器為建立并維持交變磁場(chǎng)所需消耗的無(wú)功功率約占30%，一般約為其額定容量10%～15%，他的空載無(wú)功功率約為滿載時(shí)的1/3。變壓器的無(wú)功功率損耗由兩部分組成，勵(lì)磁支路的無(wú)功功率損耗和繞組漏抗中的無(wú)功功率損耗。勵(lì)磁支路的無(wú)功功率損耗與變壓器所施加的電壓有關(guān)，繞組漏抗中的無(wú)功功率損耗與變壓器的通過功率成比例。無(wú)功功率不宜長(zhǎng)距離輸送，所以一般在超高壓樞紐變電站主變壓器低壓側(cè)安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)滿足無(wú)功功率的就地平衡，使其平衡在系統(tǒng)額定電壓運(yùn)行水平。