供配电系统中无功补偿方式的探析

供配电系统中无功补偿方式的探析

张高弢

广西博盛电力工程有限公司 广西 钦州 535009

摘要：当今社会背景之下，电力系统之中使用异步交流电动机以及其他的电感性负载设备，使得供电系统之中的感性无功电流增多。这类无功电流会占用大量的设备容量，而且线路输送电流期间，也会出现诸多的损耗问题，电力设备的应用未能达到目标要求。因此在建筑工程建设之中，做好供配电系统的无功补偿，探索提升电力设备应用效率的有效途径，是本文重点研究的内容。

关键词：建筑工程；供配电系统；无功补偿；策略

引言：现代社会不断发展，人们对生活环境的要求逐渐增多，对于建筑企业来讲，其发展阶段的机遇与挑战明显增多。在建筑项目之中，按照功能需求的不同会划分成大型商场、办公楼、高级酒店以及民用建筑、工业建筑等不同类型，但因公民的需求，大型建筑物的用电量逐渐增多。在民用建筑之中，用电负荷的类型，多半是一种单相感性负荷，其本身的功率因数较低，所以整个供电系统的供电效率相对较低。为提升功率因数，控制无功功率的损耗，保障供电质量，本文将结合实践具体分析如下：

一、电力行业对功率因数的基本要求

电力用户根据其本身的负荷无功的需求，在系统之中设计并安装无功补偿装备，其功率因数要达到0.95。所以在提升建筑物自然功率因数的基础上，通过设计以及装配无功补偿装备，根据系统的负荷以及电压变化情况，及时投入以及切除装置，提升功率因数，避免无功电力倒送等情形[1]。

电网输出的功率有两个主要组成部分，一是有功功率，二是无功功率。有功功率可以直接转化为各种能量，比方说建筑物之中的电灯照明、烹饪所需的热能资源等等。无功功率不能使用能的形式表现，但却是设备运行所需的基本条件。

在电感元件之中有电流做功，电流滞后于电压90°。在电容元件中电流做功，电压滞后于电流90°。在同一个电路之中，电感电流与电容电流往往会出现矢量方向的不同。如果在电容元件的电路之中，按照一定的比例要求，合理安装电磁元件，就能够抵消相应的电流，进而控制电压与电流，保障电源做功的效果。但是供电设备多半是感性负数的结构，其中有很多的无功功率，所以在感性负荷之中并联的电容器，是无功补偿的装置结构。这种技术形式应用范围相对较广，是电容补偿的技术形式。将容性负荷装置与感性负荷连接在同一个电路之中，促使两者完成负荷交换，此时感性负荷所需的无功功率，能够使用容性负荷输出无功功率补偿，进而形成一种系统性的功率因数。

二、无功补偿装置的类型

（一）异步电机无功补偿装置

异步电机是定子送入交流电之中，进而形成一个旋转的磁场。但转子能受到感应并形成一个磁场，磁场的作用是让转子跟随定子的旋转磁场，进而完成转动。在实践阶段转子比定子旋转磁场运行得慢，所以两者处于一种不同步的状态。异步电动机的转子，主要是绕线式转子与鼠笼式转子两种形式。异步发电机的额定负载功率有基本的要求，对不同功率因数的控制要求不同[2]。而且在系统运行变化阶段，不同的公路因数差异相对较大。在负载变化阶段功率因数也会有较大的波动。为更好地满足电力系统运行要求，更好地为用户提供电能资源，控制测功率因数，在这种装置之中，电机要配置专门的无功补偿装置之中。

（二）同步电动机无功补偿装置

同步电动机的电枢纽绕组，会设置在定子上，励磁绕组在转子结构之中。励磁绕组通过直流电流来引导，而直流励磁电流则是经过静止的碳刷，以及集电环的滑动接触，被导入励磁绕组之中。使用同步电动机，需要配置直流电源装置，在系统之中形成一种不变的磁场，且转子与定子旋转磁场，在系统运行阶段保持同步的状态，所以在额定负载之中，能够保持功率因数。而且在系统出现复杂变化之后，能够通过调整励磁的方式，保障电流的功率稳定性。所以在应用这一电机期间，无需配置专用的无功补偿装置。

三、供配电系统的无功补偿的方式

（一）配电线路分散补偿

配电线路之中的无功补偿，是在线路杆塔之上安装电容器来完成相应的操作。在线路之中不能设置太多的补偿点，而且技术控制的方式要简单易行，不能使用分组投切的管控模式。在线路补偿容量方面，也应该做好控制管理，避免出现补偿过剩的情形。保护管理阶段，也应该使用从简的管控模式，可以使用熔断器作为系统的过载保护装置。

配电线路无功补偿的方式，要为线路以及共用变压器，提供必要的无功功率。这种技术处理方式的优势，是能够控制投资、回收快、高效管理以及做好日常的维护与管理。常用的功率因数会相对较低，是负荷较大的线路。但是这种技术处理模式，对电力系统整体的适应能力不足，如果系统处于重载的情形之下，可能会导致无功补偿不足等情形。在建筑配电系统之中，考虑用户的需求，系统之中的单项负荷与三相负荷混合使用，而且系统运行不稳定，而且负荷的大小也有所不同，所以用电的时间也有较大的差异。但是三相间的不平衡电流会出现，而且在配电系统之中不平衡的运行状态，可能会将线路以及变压器通顺问题加剧，甚至会导致变压器的铁损率，变压器的出力也因此降低，影响系统的正常运行。

在系统运行阶段，要做好不平衡电流的无功补偿装置的合理利用，集中处理电流的不平衡的问题。应用这一系统期间，在线路无功补偿的同时，还能调整不平衡的有功电流。此时三相公路因数补偿控制在目标范围之内，而且不平衡的电流得以控制。

（二）变电站集中补偿

在电网系统无功平衡管理，需要做好变电站的集中补偿工作。在补偿装置应用期间，包含静止补偿、并联电容器等装置。使用这一类装置的目标，是平衡电网的无功功率，提升电网功率因数，控制系统的电压，降低无功损耗等问题。这一类补偿装置，在初期阶段被安装在高压母线结构之中，所以后期的维护管理相对便捷。但是这一技术也有弊端问题，便是高压配电网在降损等方面，变电站集中补偿的价值相对较低。

（三）随机补偿形式

在系统之中使用随机补偿的形式，是通过保护装置、控制装置与电动机随时切换的形式，将电容器与电动机拼接的一种无功补偿方式。在民用供配网之中，有很大一部分无功功率损耗在电动机之上，所以需要提前做好无功功率的补偿，这种管理模式，控制配电线路损耗的同时，还能提升电动机的出力情况。采用随机补偿的方式，是无功补偿装置随着用电设备运行、停止的状态变化，也会出现投入或者退出的变化[3]。该技术应用期间，能够很好的控制系统运行的成本投入，而且整个运行过程的占地面积小、安装面积大，且能够实现灵活控制的目标，能有效降低事故问题发生的法律。适用于补偿电动机的无功损耗，能够控制电网无功波峰荷载问题。如果发动机的运行时间较长，则可以使用这种补偿方式，能够达到节能管理的目标。

结束语：

现代科技不断发展，为更好地满足人们的用电需求，在电网运行管理阶段，要提升电网的电压稳定性，并应用无功补偿的方式，加强电网的无功管理，做好无功功率供应以及需求等方面的平衡管理，进而控制线路损耗问题，提升电网运行的整体水平。使用异步电动机能够用较低的公路因数，配合有效的无功补偿方式，控制设备运行的成本，保障设备运行的整体效率，能够更好地满足电力系统运行的需要。采用集中补偿、就地补偿，在技术分配阶段有各自的特点，其优势、劣势也较为明显。在条件充分的情形之下，要尽可能地采用集中补偿方式，控制电能资源耗损，保障系统之中各方面的设备运行效率。

参考文献：

[1]魏民,蔡传宝.民用建筑供配电系统中的无功补偿方式及其选择[J].机电信息,2013(9):2.

[2]甘卫国.排灌泵站供配电系统建设中无功补偿方式的探讨[J].治淮,2021(8):2.

[3]魏立明,赵珊.供配电系统中无功补偿装置对谐波作用分析与探讨[J].吉林电力,2010,38(4):3.