配电网规划中无功率补偿方法

配电网规划中无功率补偿方法

谭浩宇

通辽市国网科尔沁区供电公司 内蒙古 通辽 028000

摘要： 伴随着我国的快速发展，不管是人们的生活、企业的生产，电力资源都发挥出了不可替代的作用，基于这一现状，电力部门应保障配电网络在运行过程中的高效和安全。在当前的配电规划之中，电力部门需要根据无功功率的损耗状况，采用合理科学的无功补偿技术进行补偿，由此保障我国供电网络的安全使用。本文通过笔者多年的电力部门工作经验，论述了自己对于无功补偿的一些不成熟看法，希望能够给予同行参考和帮助。

关键词：无功功率；方法；配电网规划；应用

        在我国目前的电力工程之中，在电网当中针对用电设备进行使用之时，除了会对有功功率进行使用以外，还需要消耗无功功率。基于这一因素，在我国电力网络当中，电力部门为了可以更加合理化、科学化的对用电设备功率进行限制，便需要对其所消耗的无功功率进行合理的补偿，由此才能满足电力系统当中针对无功功率的基本需求。而在配电网的规划工作当中，有关部门需要甄选出效果理想、成本合理的方法来对用电设备进行无功率补偿。

        1 关于无功功率的概念

        所谓无功功率，就是指在规定的时间当中，在电气设备内部所生产的能量，同时在无电磁能量的状况下，给予电源设备带来感应电流。在理想状况当中，无功功率不会主动消失，它会在电源和电气设备当中开展电磁转化。由性质的角度进行分析，无功功率则可以被分成感性与容性两个种类。详细地说，电容器装置设备的损耗，便是容性无功功率，而电动机装置当中的损耗便属于感性无功功率。在中国现有的电力工程之中，针对感性无功功率和容性无功功率的判定，有着十分重大的意义。这是因为在配电网络当中，含有很多的电感配件，这些电感配件会在很大程度上对无功功率进行损耗，因此，在配电网规划的过程之中，需要使用有效的办法针对无功功率开展合理的补偿，由此保障我国电力工程在运行过程中的稳定以及安全。

        2相关理论

        2.1 无功补偿的基本原理

        无论是工业负荷还是民用负荷，大多数均为感性。所有电感负载均需要补偿大量的无功功率，提供这些无功功率有两条途径：一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。如果由输电系统提供，则设计输电系统时，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率。由输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而由补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低损耗。

        2.2 无功的经济补偿

        对于电力系统而言，在高压侧或低压侧均可进行补偿。但是，如果在低压侧进行补偿，既可减少变压器、输电线路等的损耗，又可提高变压器、输电线路的利用率及提高负载端的端电压，所以补偿电容器的安装越靠近负载端，对用户而言越可获取较大的经济效益。

 3电力工程的配电网无功率补偿技术分析

        3.1使用技术手段对无功功率补偿的容量进行确认

        在电力工程配电网运行的过程中，无功电流大量的流动，不仅会增加电网中线路的耗损，而且会在很大程度上降低电网中电能的供应质量，对电力供应企业、配电网的正常运行以及用电客户都造成了很大的损失。因此，在新时期加快对基于电力工程配电网的无功功率补偿应用的研究，是当前摆在人们面前的一项重大而又艰巨的任务。目前对无功功率补偿的容量确认有四种方式：第一种是利用配电网的电压参数实施确认，此种方法比较适用于电网终端的用户变电站、枢纽变电站，能够起到调节电压的作用；第二种是对供电线路的损耗情况进行分析与计算，得出无功功率补偿的容量，利用这种容量确认方法可以清楚地了解到线路损耗与无功功率补偿容量之间存在的关联；第三种是结合电力工程配电网的配电数据分析进行无功功率补偿容量确定，而对补充配电因数的考虑要结合实际运行状况以及需要进行综合分析，以满足用户用电需求、电能运行稳定为考虑原则；第四种是对变压器进行容量分析，根据变电器实际运行所需容量进行科学分析，以满足变压器运行条件进行无功功率补偿容量确定，以达到补偿合理，稳定电力系统运行。

        3.2采取措施选择最有效的无功功率补偿手段

        无功功率补偿在电力工程配电网的应用过程中的补偿方式主要包括以下五种方式：一是利用配电变压器进行补偿，即在配电变压器的低压母线上安装同样数量的电容器，接着根据无功补偿的经济分析手段实现就地无功补偿的平衡。二是利用配电线路实现无功功率的补偿，补偿点主要设置在配电网线路的主干三分之二的位置上。每一个集中点都要安装可以承受10kV电压的电容器，但是这种方式具有很大的缺点。比如说，电气设备暴露在自然环境中，受到损害的机会较多，一旦发生故障，很难第一时间进行修正。三是利用变电所进行集中的无功功率补偿，这种方式经常被用在10kV的变电站母线上[3]。多是集中安装相同容量的电容器，它不仅有助于降低供电线路的无功损耗，而且有助于减轻10kV变电站中输电线路中的无功电力损耗。但是用户所需要的无功率补偿还要在变电站以下的线路上进行输送，因此，10kV或者10kV以下的变电站的线路上仍有无功功率的电流。所以这种方式不能完全替代配电网的无功补偿所起到的作用，同时也不能完全解决配电网的无功降损矛盾。四是利用低压进行集中无功功率补偿，即将无功功率补偿的电容器安装在配电网中低压的主干线路上，充分运用自动投切设备对低压配电的线路进行无功功率补偿。五是采取随机的方式进行无功功率的补偿，即将无功功率补偿的电容器安在供电企业的电动机旁边，以达到补偿电动机无功功率损耗的目的。

        3.3使用正确的无功功率补偿设备

        现阶段，我国电力工程配电网最常用的无功功率补偿装置主要包括高压装置、中压装置、低压装置三种。一高压装置。高压装置主要应用在高压配电网络中，主要是以高压并联电容器的补偿装置。该装置通常安装在10kV变电站中的主变压器侧，主要是为了降低主变压器无功功率的损耗，改善配电网中的功率因数，且改善变电站出站端的电压，从而实现提高变电站输出电能质量的目的。二中压装置。干式自愈型并联电容器是我国当前中压补偿装置中最常用的装置，通过干式自愈型并联电容器实现对中压网络进行补偿。该设备的电容元件主要由金属薄膜卷制作而成，并在卷绕后进行顶端的喷漆，并通过导线焊接将其引出；而元件的外部主要通过树脂封灌而成，能实现绝缘空气的目的。三低压装置。相对于高压装置与中压装置，低压装置在我国无功功率补偿中的应用更为广泛。低压装置通常安装在电力工程配电网变压器中的低压侧或者安装在单台低压电动机侧。该装置不仅能在和电动机启动或停止时进行无功功率补偿，还能对高层建筑、宾馆、车间等配电房进行无功功率补偿。

结束语

        伴随着我国的快速发展，不管是人们的生活、企业的生产，电力资源都发挥出了不可替代的作用，基于这一现状，电力部门应保障配电网络在运行过程中的高效和安全。在当前的配电规划之中，电力部门需要根据无功功率的损耗状况，采用合理科学的无功补偿技术进行补偿，由此保障我国供电网络的安全使用。本文通过笔者多年的电力部门工作经验，论述了自己对于无功补偿的一些不成熟看法，希望能够给予同行参考和帮助。

        参考文献：

        [1]王海龙.中压配电网动态无功补偿技术应用研究[D].大连理工大学，2016.

        [2]李海龙.浅谈电力工程背景下配电网无功功率补偿的应用[J].科技创新导报，2016（01）：86.

        [3]卓灵.基于电力工程配电网的无功功率补偿应用分析[J].中国电业（技术版），2016（10）：18-20.