无功补偿技术对低压电网功率因数的影响探究

无功补偿技术对低压电网功率因数的影响探究

杨万明

国网青海省电力公司甘德县供电公司 青海果洛 814100

摘要:当前低压电网改造和建设中应该从影响电网功率因数的因素着手,提出合理措施,以无功补偿的方式达到补偿目的。本文阐述了无功补偿技术应用的基本原则,分析了影响低压电网功率因数大小的主要原因,提供了利用无功补偿技术提高低压电网功率因数的对策与方法,希望为科学进行无功补偿技术的应用,提高低压电网功率因数起到参考的作用。

关键词：无功补偿技术；低压电网；功率因数

电力企业的供电过程会受到各种因素的影响，设备会出现电能损耗这一现象，这不仅会对电力系统的供电质量造成影响，还会导致电力能源消耗，因此必须对无功补偿技术进行有效应用。在低压电网中应用无功补偿技术，能够对低压电网中的功率因数进行有效补偿，从而使电力网络的电压更加安全稳定。从实践应用中来看，无功补偿技术能够使低压电网中的功率因数得到有效提升。

1. 低压电网补偿意义

1.1增加配电网的功率因数

对低压配电网进行无功补偿，采取相关的无功补偿措施后，可提高电网的功率因数至0.9以上，负荷稳定要求较高的功率因数可达0.93以上，电压质量要求较高的功率因数可达0.95以上。提高功率因数对低压电网的安全运行具有重要意义，可增加低压电网运行的可靠性和安全性，减少低压电网的线路损耗。

1.2提高电气设备的利用率

采取就地无功补偿的措施后，降低了负载电流，一般情况下可比补偿前降低30%左右。低压电流的降低使得导线、开关设备、配电变压器等配电设备的温度不至于过高，这样就通过降低配电设备的温度，提高了设备的可靠性和其使用寿命，提高了电气设备的利用率，使配电设备能够安全稳定运行，减少了相关的经济损失并提高了低压配电网运行的可靠性和稳定性。

1.3降低配电网的线损率

低压配电网中线路损耗是与电流的平方成正比的，降低线路损耗的有效途径之一就是通过采取就地补偿的措施减小负荷电流。无功补偿节电的效果还与供电半径的长度和相关的导线型号有关，较短的供电半径和较大的导线型号可以减少电能传输中的损失，因此，低压电网进行无功补偿对降低配电网线损率具有重要意义。

1.4改善电压质量

在电能传送过程中损失的电能与线路中的有功功率和无功功率是正相关的关系，对低压电网进行无功补偿，减少线路中传输的无功功率，相应的电能损失也会降低。因此，可以通过减少线路中传输的无功功率即对低压配电网进行无功补偿的措施来降低电压损失，提高电压质量。

2.无功补偿技术对低压电网功率因数影响分析

2.1功率因数测量

对补偿前功率因数的测量，必须在最大负荷时进行。功率因数的测量不应随便在配电室内测以下，如果其达到0.8以上，就认为符合要求而不必进行补偿，因为虽然表面上看起来测量的功率因数符合规定，但可能会出现多数动力设备未开的情况，一定要注意避免“测量误认”。而且对于补偿的选择更不能以随机测得的功率因数值为标准，而应参照电动机前期的补偿情况综合分析，如果确定电动机是没有补偿过的，则必须采取相关无功补偿措施。

2.2功率因数范围

以前多数一线操作的运行人员都认为低压电网的功率因数在0.8以上就不必补偿，但由于低压线损率已成为电力企业生存与否的重要指标，因此实际运行中低压配电网的功率因数应保持在0.95以上才可以被认为符合标准而不必进行补偿，低压配电网的线损率要求无功补偿具有更高的精度。

2.3补偿方式选择

若要保证在动力负荷最大时投入全部补偿设备，同时不产生过补偿的现象，且时时将功率因数保持在0.95以上，应重点选择就地补偿电动机。同时，若要保证不受负荷峰谷比和峰谷差的影响，在最大负荷时低压电网具有足够的安全性和可靠性，应保证补偿具有一定的幅度范围，一般不小于总补偿容量的15%。

3.利用无功补偿技术提高低压电网功率因数的对策与方法

低压电网功率因数的提高应该以无功补偿技术的合理应用作为前提,应该结合低压电网的结构特点和功率因数的构成特点,通过系统性、差异性、针对性的无功补偿技术应用,确保低压电网功率因数得到有效提高,进而确保低压电网的电能质量目标和节电目标的实现。

3.1应用随机补偿技术提高低压电网功率因数

随机补偿主要在低压电网的特殊区域和特殊电气上应用,是通过低压电网中的低压电容器做到与电动设备的并联,以控制投切的手段和平衡电容的方法实现对电工设备的保护,进而控制整个低压电网功率因数。随机补偿具有无功补偿与设备运行相一致的特点,不需要对补偿设备、补偿容量进行频繁地调整和控制,减少了低压电网的系统压力。在随机补偿低压电网电动设备过程中,应该以提升功率因数作为出发点,要简化随机补偿的设备,通过科学配置随机补偿装置,简化低压电网的结构,降低低压电网出现事故的可能,进一步提升低压电网的安全性和经济性。

3.2应用随器补偿技术提高低压电网功率因数

随器补偿技术是无功补偿技术体系中重要的一个方面,是指通过补偿变压器的空载武功运行作为低压电网提升补偿效果,提高功率因数的一种方式,其特点是低压电容器与配电变压器的二次侧与抵押保险相连接,通过变压器的空载励磁功能维护低压电网功率因数的水平。应用随器补偿技术时要注意对接线方式的控制,要采用有效的结构补偿控制的无功负荷,做到无功负荷的就地平衡,从整体上提升低压电网功率因数。要避免轻负载状态下变压器的容量控制,避免变压器损耗过多的供电量,进而有效确保低压电网功率因数的水平。

3.3应用跟踪补偿技术加护提高低压电网功率因数

跟踪补偿就是对大用电量电气设备进行母线上的跟踪性补偿,特别在工业生产或区域供电过程中,跟踪补偿的优势就越发明显,对于低压电网功率因数的提升效果也就越好。很多低压电网已经广泛使用跟踪补偿技术,通过高质量、低能耗的补偿效果,以此来替代随机补偿和随器补偿,做到对低压电网功率因数的有效保障。在跟踪补偿技术应用的实际中要考虑到功率因数的实际水平,要将补偿电容器与大用电量电气母线直接相关联,做到对低压电网功率因数的有效提升。同时,要注意跟踪补偿装置的设计、施工与维护成本控制,避免过大的造价影响到跟踪补偿技术的应用,进而出现低压电网功率因数难于得到保障问题的产生。

3.4选择单组补偿容量的原则

选择单组补偿容量的原则为：在正常运行状态下，单组电机的功率因数补偿到接近于1.0。虽然低压配电网的功率因数一般要求补偿超过0.9就满足了安全性的要求，而超过0.9以后，每提高功率因数0.01，都要投入大量的电容量。但由于现在广泛应用自愈式金属化电容器，其投入运行后由于延长了本身的自愈性随时间，电容器容量将会出现不同程度的衰减过程，因此从安全性的角度考虑，必须有意识地将补偿容量的选择范围放大一些，以使其补偿后的功率因数接近于1.0，避免补偿容量的不足。目前自愈式金属化电容器价格相对较低，投入前后的电容量不会对补偿的经济性造成显著的影响。就地补偿容量的选择原则为：在电机空载运行时，补偿后的功率因数小于1.0。这样做的目的是避免自激和过补偿现象的发生。

4.结语

低压配电网的用户多为生活用电用户，对其安全、稳定的供电对维护社会稳定具有重要的意义。无功补偿的关键是补偿低压无功负荷。对低压配电网进行无功补偿，不但减轻了上一级电网的压力，而且使用户配电变压器的利用率上升了，这就改善了用户的功率因数和电压质量，同时使电网的功率因数提高，电能损失降低，用户电费支出减少。进行低压配电网的无功补偿使得用户和供电部门均能受益。

参考文献

[1]罗书克,张元敏.分布电能治理型电力载波抄表系统控制研究[J].自动化仪表,2014(6):11一13.

[2]马海鑫.结合生产情况对供电系统高低压无功补偿问题分析[J].计算机产品与流通 ,2017(10):288

[3]陈清华.浅谈低压配电网功率因数对供电企业的影响[J].科技与企业，2015（22）