电力工程中的无功补偿技术及其应用实践

电力工程中的无功补偿技术及其应用实践

陈卫东

惠州市泰兴电力建设有限公司 

摘要： 随着社会经济发展日益加快，电力工程数量和规模不断增加，用电量不断提高，即使无功功率小，也会对直流电压问题产生过大影响，容易出现电压下降或突然升高的情况。它可能会导致电力供应的电力不稳定或电力短路，它可能会对电力系统的高端部分产生持续的影响和冲击，这导致了电力系统的崩溃。电力系统的崩溃导致该地区大范围停电。因此，有必要安全有效地应用无功补偿技术，确保供电运行的安全稳定，有效避免安全事故的发生。

关键词：电力工程；无功补偿；应用

一、引言

近年来我国经济显著改善，工业生产质量和生活质量提高，电力开发和应用繁荣。然而，我国是区域性电源，经济发展不平衡，发电机制分布也不平衡，对电力质量有一定影响。在我国目前电力工程中，需要消耗大量电力用于电网中相关设备。基于这一要素，在我国电力工程中电力部门应限制用电设施的合理化和科学供电，有必要对电气设备的能量消耗进行补偿。因此，无功补偿技术在电力工程中的应用可以满足无功功率因数的基本要求。在配电网的规划和运营中，应该选择一种高效、经济的方法来补偿电气设备。

二、无功补偿技术的含义

在小型电力工程中，无功补偿技术主要用于调节三相不平衡电流，在大型电力系统中无功补偿可用于电网电压调节或增强电网稳定性。当电源开始提供外部电流时，敏感负载的能量可以在两个负载之间交换。一方面，应用无功补偿技术可以获得相同的补偿量。无功补偿可视为能量传递。为了实现无效补偿，操作者将上下敏感功率负载单元和电容功率负载装置建立在一个电路中，当感测负载装置释放能量时，能量移动到电容负载装置，当电容负载装置释放能源时，能量移动到敏感负载装置。在能量传递过程中，电容性负载补偿器输出的无功功率对敏感负载装置进行补偿，供电系统降低了与输电电压相对应的功率，并提供了一定的资源耗散，但无功功率补偿技术可以改善这种情况，该技术对电力工业的发展和资源利用具有重要意义。然而，如果补偿器和电力系统不匹配，就会产生负面影响，例如电压稳定性下降，严重的情况可能会影响供电系统。

三、电力工程无功补偿技术

（一）配电线路补偿技术

补偿配电线路是一种密集安装在接线塔上的反补偿方法。这种方法基本上可以补偿电路所需的电量，而且这个补偿点不应该太多。监测系统简单，补偿能力不高，通常不使用分组控制。保护也很容易，可以通过雷击等设备来实现。这种方法的优点是广泛应用于低投资、低功率系数的重载线路。但适应性较弱，补偿不足。

（二）低压集中补偿技术

将低压电容器当作开关连接到变压器低压母线上。补偿切断设备的响应能力起到根据各种能量需求进行适当调整和控制的作用。这种方法对无法批量调整的多功能电容器的调整具有一定的效果。低压是一种能有效补偿能量损失、保证电压能量系统稳定性的集中补偿方式。传统电路中的可变功率系数可以得到优化，并且可以平衡损耗。该技术具有结构简单、实用、体积小、便于后期维护、提高利用率、减少导线损坏等优点。施工过程成本较低，这是目前最常见的补偿方法。但应根据电力系统的实际情况控制实际运行，以确保电压水平稳定。

（三）就地无功补偿技术

就地无功补偿技术直接用作供电设备，供电设备在正常运行过程中使用补偿容量，设备运行处于正常状态。整个过程将根据供电设施的正常运行进行补偿。如果用电系统停止运行，无功补偿器也相应的切断电源。因此，在实际运行中，有必要进行合理的设计，以补偿现场的无功容量，准确计算电力系统实际需要的无功功率，准确计算降低了系统运行成本，提高了电力利用率和补偿率，确保其满足实际需求。就地无功补偿的优点是：大型配电设备的无功补偿目标性强、专业性强，而且可以专用，系统设备简单，制造工艺成本低，无功补偿效果非常明显，操作简单易行，并具有自动补偿和自动调整的能力。

四、电力工程中无功补偿技术的应用

（一）真空断路器协助设计

无功补偿技术的出现在供电系统中发挥着重要作用，不仅降低了电路成本，而且保证了电网的安全运行稳定。真空断路器在停机期间具有相对高的功率压力，并且机械设备上的负载压力大，这可能损坏设备。在电力工程运行过程中采用无功补偿技术协助真空断路器，可以降低生产成本，提高设备效率。在电气设施的实际运行过程中，快门关闭时电容器的电压升高，电容器的宽度较大，电气设备易受损坏。此外，一些交换机的使用寿命可能较短，并可能限制合理的操作系统和管理系统。采用无功补偿技术真空断路器在运行中可以调整电流输出，使电流保持平衡状态，满足人们对电力的需求，降低电力损耗。

（二）在回路电流平衡中的应用

电力系统载荷不平衡是电路故障的最重要原因之一，因为不同的负载会给电力系统带来不同的电力需求。为了解决这个问题，电力系统经常使用无功补偿技术来平衡电路。无功补偿是将一个元件的恒定振幅或感应力引入能量系统，并产生相反方向的反作用力，该反作用力等于电路中电流故障的大小，从而消除电路中的电流故障，平衡电流循环。电容器主要用于补偿电路中感应元件产生的功率，而电感器主要用于通过电路中的电容元件来补偿功率。除了补偿恒定的功率外，无功补偿技术还可以通过控制补偿反应电容器和感应力之间的切换来平衡电流电路。在不同的负荷条件下，通过控制无功补偿的状态切换，可以快速调节电流，保证电力系统的稳定性和可靠性，保障电力系统正常运行。

（三）智能化控制
　  在电力工程自动化控制中应用智能无功补偿技术，全面提高了系统的运行效率，实现了无人操作和智能化技术的运行，极大地提高了自动化控制系统的稳定性，并产生了电力系统稳定运行的良好氛围。此外，可以实现企业的稳定发展，降低企业运营成本。特别是，用于电气装置的智能无功补偿技术可以用于相关设施的全方位监控、分析和反馈系统。在智能无功补偿技术中，滤波器是一种通用设备，通常分为两种类型：固定式和有源式。它可以单独使用，也可以与实际应用结合使用。滤波器利用谐波消除无功功率。其优点是快速、稳定且性能可调。动态补偿和跟踪补偿模型是在智能技术下实现的，具有很强的适用性。许多使用智能无功补偿技术的滤波设备需要高成本。现代电力网络电路的成本分配是非常昂贵的。因此，不必直接采用大容量滤波器来进行无功补偿，而是使用具有小容量电抗的滤波器。

五、总结

总之，随着电力工业的发展，无功补偿技术被应用到各个领域。大量的无功电流流动不仅增加了电网中的电路消耗，而且大大降低了电网的供电质量，导致供配电网的正常运行和用电客户遭受重大损失。因此，加快无功补偿技术在电力工程中的应用，是摆在人们面前的一项严峻而艰巨的任务。通过对无功补偿技术分析，证明了电容器、无功补偿器、电抗器等设备必须合理选择、布置合理，才能有效地提高电压电能质量。同时，能够对电压系统和相关设施进行检查，以确保日常管理和风险防范，及时解决异常情况，确保电力系统的稳定运行。

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