关于电力系统无功补偿的探讨

关于电力系统无功补偿的探讨

赵方超

（常州博瑞电力自动化设备有限公司213000）

摘要：在我国建设和运行电网过程中，因为规划和设计种种原因，电网中存在无功补偿容量不足和配置不合理的问题，尤其缺少快速响应的无功补偿容量和无功补偿调节设备。这大大影响我国电网稳定运行。随着经济的发展，电力作为一种能源成为社会工作和生活必不可少的资源，大量电能需求促使了电网和输电线路的发展，同时也给电力系统提出新的要求，提高供输电利用率和系统稳定性成为电力系统需要迫切解决的问题。因此，本文主要对电力系统无功补偿进行分析与探讨。

关键词：电力系统；无功补偿

电网无功平衡是保证电压稳定的基本条件，由于电力系统中无功功率的发、供、用呈现强烈的分散性，无功功率只有在分层、分区，分散合理平衡的基础上，才能实现电网电压的合理分布和维持电网的稳定运行。无功补偿就是无功功率人工补偿，以提高供电系统功率因数。电力系统和电网中的无功补偿装置对于降低成本、降低线损以及提高效益等方面起着至关重要的作用。

1电力系统中无功补偿的原理

1.1电力系统中无功补偿的本质

从本质上进行观察，无功补偿其是一种利用无功补偿器所发射出的无功来实现对潮流或者负载处的无功部分进行抵消，进而实现输电线其负担的减轻过程。无功补偿器其提供与电网所必需的无功功率，同时也可以依据电网的实际需求将电网的无功功率给以吸收。从本质和原理上进行观察，无功电源是不消耗也不产生任何功率的，因此其在使用中是不需要原动机的。

1.2电力系统中无功补偿的意义

电力系统中无功补偿，对于电力系统的整体运作有着极其重要的意义。其在使用中对电网无功进行适当化的补偿，进而可以对于电网其电压的稳定性给以提升，同时还可以对于电力系统中的设备利用率以及功率因数给以提升，还可以降低传输线的线损，对输电系统的输电能力给以了提升，实现三相功率的平衡，并且还可以为电力系统给以电力方面的支撑，进而切实的保障电力系统其运作的可靠性和安全性。

2电力系统中无功补偿的优势所在

2.1电力系统中无功补偿带有无源滤波

电力系统中无功补偿带有无源滤波此类的无功补偿其能够起到滤波的作用，其在原理上主要是利用并联LC串联电路中的某一次谐波形成一个短路，进而实现对基波形成纯电感或者纯电容的无功补偿。该类补偿其一般应用于低次的谐波之中，例如5、7、11、13次等谐波的无功补偿。

2.2便捷化的人机操作

在电力系统中的补偿装置通常都会内置高速的微处理器，进而可以实现快速的数据采集、分析计算、控制输出、信号处理以及优化决策，进而可以达到便捷化人机操作的目的。在以上环节正式给以运行之前，其需要设置出一定的运作参数，而无功补偿装置其便捷化的人工操作，可以很好的实现系统控制的准确性和灵活性，在一些特殊的情况下，还可以通过键盘以及显示屏进行历史数据的调用。

2.3控制参数的整体化设置

就现阶段而言，现代化的无功补偿装置其智能化的程度一般是很高的，例如在控制目标上可以将其设定为功率因数补偿、电压稳定、专家系统、瞬时无功控制以及智能控制等诸多的形式。同时为了实现通用化的使用，部分无功补偿装置其控制器部分还设置了电压或者电流的互感器变比、历史数据查询、通信波特率以及故障次数记录等。

3无功补偿的方法与现状

3.1目前无功补偿的主要方法

3.1.1随机补偿法

随机补偿法主要是把电动机与低压电容器组并连在一起，通过有效的控制设备对保护装置和电动机进行同时投切。该种无功补偿方法一般适用于电动机的无功耗损上，它以补励磁无功为主，可以有效地制约用电单位的无功负荷。随机补偿方的要点在于通过对电动机与电容器组的同时控制，来实现无功补偿，因此其优点主要表现为：当用电设备运行时，可以及时有效地进行无功补偿；当用电设备停止运行时，无功补偿设备也会同时退去。该补偿方式既很大程度上增加了无功补偿装置的效率，也减少了经常调整的次数，便于自动化控制。

3.1.2随器补偿法

在保险设备低电压的情况下，把电压低的容器与配电变压器的一端串联，这样能够弥补电变压器出现的无功负荷。变压器在空载和轻载时的无功负荷主要表现为变压器空载励磁无功，而配变空载无功是用电企业无功负荷的重要组成部分。针对轻负载的变压器，其中的无用功的消耗是十分巨大的，所以才使电价的成本增高。随器补偿法的优点主要表现在接线比较简单、管理方便以及自动补偿能力强等方面。因此，采用随器补偿的方法，可以提高配电变压器的功率，降低无功耗损，在现代供电系统中也经常使用。

3.1.3跟踪补偿法

跟踪补偿法指的是一个没有功率的替补策略，要求把该设备定为操控和维护安全的工具，而且把电容器组作为补给，作用在大用户母线上。该补偿发法主要适用于专用配变客户，不但可以替代随器与随机两种补偿方式，而且效果非常明显。跟踪补偿法的优点主要表现为：运行方式比较灵活、运行维护的工作量比较小，与随器和随机补偿法相比，不但使用寿命有所延长，而且运行更加安全、可靠。但此补偿技术本身存在缺陷，主要体现在以下几点：其辅助系统相对复杂、前期资金量需求大，但当这几种补偿法的经济性差别较小时，应优先考虑跟踪补偿法。

3.2无功补偿现状

降低供输电的损耗当前情况主要体现在其设备的使用情况。由于异步电动机会让部分电能在供输电时有较大损耗，这就使得衡量电力设备的功率全部很低，就会让部分电能白白损失，也就会有无功电流。降低供输电损耗可能是以后电力系统高效运行方式的发展方向。由于科技的向前发展，在降低供输电这部分有新的技术加入其中。静止的电流不用作工用在电容器等交变电流中，可以加强及控制电的使用率和速度，使用电达到更安全和稳定，提高电的饱和度。通过改变对可控饱和电抗器控制绕组中的电流可以有效控制铁心饱和度，进而改变系统中电抗器之电抗、改变无功电流大小。由于电子技术的迅猛发展，基于自动控制电流路径技术，现在产生了静止同步补偿器，也就是所说的静止无功发生器。其实质皆是经过无功补偿技术来减少能耗，提升电力体系供电及调控能力。

4无功补偿在电力系统中的应用

电力系统的功率平衡是指电力有功功率和无功功率的平衡，电能具有一个很重要的特点就是不能储存，在任何时刻，电力系统的生产、输送、分配和消耗在功率上必须严格保持平衡，否则电能质量就不能保证。当系统供给的有功功率大于负载消耗的有功功率时，系统频率就会升高，当系统供给的有功功率小于负载消耗的有功功率时，系统频率就会降低。在电力系统中，电压与无功功率也是一对统一体。当系统发出的无功功率大于负载所消耗的无功功率时，系统电压就会升高，当系统发出的无功功率小于负载所消耗的无功功率时，系统电压就会降低，无功功率严重不足时，会造成电力系统电压急剧下降，可能会使系统瓦解，造成电网大面积停电。因此在电力系统中，为保障供电质量以及提高电气设备利用率，电力系统会采用大量的无功补偿装置，为避免输电系统长距离传输无功功率而增大无功损耗，电力系统基本在受电端安装无功补偿装置即采用就地平衡的原则以保证系统各枢纽变电站的电压能够满足规定的要求。

结语

综上所述，在无功补偿的发展历史中，电力电子开关不仅能保证快速、准确地实施补偿，还能够将先进的智能控制技术引入到无功补偿中，使其具有了高度的灵活性和实时性，更好地保证了系统运行的稳定性和可靠性。合理选择补偿装置，可以做到最大限度地减少网络损耗，使电网质量得到有效提高。

参考文献：

[1]苑贵娟.浅谈用电企业低压电力系统无功补偿[J].魅力中国，2016（27）.

[2]王华元.电力系统无功补偿装置的几个问题综述[J].建筑工程技术与设计，2016（3）.