電力供電系統(tǒng)中無功補償方案的討論

李春彩（濟鋼集團國際工程技術有限公司,濟南　250101）

電力供電系統(tǒng)中無功補償方案的討論

李春彩
（濟鋼集團國際工程技術有限公司,濟南250101）

在電力供電系統(tǒng)中，無功功率補償發(fā)揮著非常重要的作用。若補償裝置選擇合理，則可以最大程度地實現(xiàn)電網(wǎng)的降損節(jié)能，改善電網(wǎng)質量。反之，則可能造成供電系統(tǒng)諧波增大，電壓波動等諸多影響。本文以舉例的方式對不同電網(wǎng)狀況下不同補償方案的選擇進行分析討論。

電力系統(tǒng)；無功補償；方案選擇

隨著電力供電系統(tǒng)的發(fā)展需要，降損節(jié)能和經(jīng)濟效益將密切聯(lián)系起來，降損節(jié)能不僅直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益，更能體現(xiàn)能耗狀況和社會效益的發(fā)展。由于功率因數(shù)較低、損耗較大、電能質量較差等問題的存在，電力供電系統(tǒng)在降損節(jié)能方面有很大的挖掘潛力。而合適的無功補償方案可以改善這一狀況，最大限度地實現(xiàn)這些潛力的挖掘，因此無功補償在電力供電系統(tǒng)中的應用不可或缺，選擇合適的補償方案也顯得尤為重要。

1　無功功率補償概述

無功功率補償是通過將感性功率負荷與具有容性功率負荷的裝置并聯(lián)在同一電路，使能量在容性負荷與感性負荷之間相互交換，把容性負荷輸出的無功功率作為感性負荷所需無功功率的補償。其意義在于通過無功功率的補償提高供電效率，改善供電環(huán)境，滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展需要。需要把握的點是要依據(jù)電網(wǎng)的狀況選擇合適的補償方式，要了解進行無功補償線路的工況。對于變化較快、負荷較大的工況宜采用動態(tài)補償，節(jié)能效果相較明顯。對于負荷較平穩(wěn)的線路宜采用靜態(tài)補償方式。

2　無功補償方案選擇舉例分析

下面以一組例子來對比說明補償方案的應用及選擇。

2.1舉例一

以某冶金工程中選擇的動態(tài)電容無功補償裝置為例。其設備原理如圖1所示：

2.1.1工作原理

采樣環(huán)節(jié)是將系統(tǒng)的電壓、電流模擬量送入控制器中，然后控制器提取該電網(wǎng)的無功分量，由控制器經(jīng)過A/D轉換，比較和運算后，發(fā)出控制指令，該指令作為觸發(fā)信號作用于觸發(fā)電路，使晶閘管開關執(zhí)行投/切，從而投入或切除電力電容器組。

2.1.2技術特點

該裝置采用晶閘管作為投切開關，過零投切，速度快、無噪音、無涌流、無過電壓；當系統(tǒng)電壓與電容器電壓相等時，不需要電容器放電即可再次投入電容器組，可實現(xiàn)電容器組的頻繁使用，非常適用于頻繁變化的負荷情況；其響應速度快，能實時動態(tài)跟蹤，響應速度≤20ms；補償智能化，配置智能監(jiān)控終端，可實時在線顯示電網(wǎng)內的所有參數(shù)，通過RS485/232通訊端口，可實現(xiàn)遠方遙測、遙信、遙控；其具備過壓、欠壓、過流、溫度、缺相等多種數(shù)字化保護功能；可做三相補償或分相補償。

2.1.3應用場合

鑒于該裝置的技術特點，其適用場合為負荷功率因數(shù)偏低，功率因數(shù)變化范圍大，變化速度快，線路電壓降大，對動態(tài)補償和電壓波動有較高要求的場合。

2.2 舉例二

上述裝置有其適用場合及對應狀況，而另一工程應用中的靜態(tài)濾波補償裝置則適用于與上不同的電網(wǎng)狀況，也有其相應優(yōu)缺點。該裝置的設備原理如圖2所示：

2.2.1工作原理

在成套裝置中加裝并聯(lián)電容器，進行無功補償，提高系統(tǒng)功率因數(shù)。在基波頻率時，LC回路中選擇的電感與電容器相匹配，使裝置在某次諧波頻率時能與電容器產(chǎn)生串聯(lián)諧振，該次諧波頻率下該裝置形成低到趨近于零的阻抗，讓大部分的該諧波電流不流向供電系統(tǒng)，而流向本裝置。具有改善供電系統(tǒng)的諧波電壓畸變率的效果。

2.2.2技術特點

兼具電容濾波無功補償功能，且濾波效率高，可濾除2、3、5、7、11、13等各次特征諧波；可濾除大部分諧波電流，降低諧波電壓畸變率、抑制諧波危害，具備防止諧波放大的功能，避免系統(tǒng)諧振；有效降低系統(tǒng)損耗，有一定的節(jié)能效果；補償精度高，調整切換容量可使補償精度滿足系統(tǒng)無功變化要求；功率因數(shù)可達0.92-0.95以上。

2.2.3應用場合

該裝置主要用于電網(wǎng)中非線性負荷的用戶，針對高次諧波進行濾除。具有設備投資少、運行可靠性高、保護齊全、維護費用低及操作便捷等顯著特點，在諧波治理工程中廣泛應用。

3　　結束語

以上僅以一組例子說明不同的電網(wǎng)狀況及要求下應選擇不同的無功補償方案及裝置。而現(xiàn)實狀況中諧波含量及分布的不同、負荷類型的不同、無功需求的不同、負荷變化情況的不同、三相平衡性不同等因素都將影響無功補償方案的選擇。在確定補償容量時也需要注意：在輕負荷時要注意避免過補償，過補償?shù)顾蜔o功功率可造成損耗增加，亦是浪費；通常，將功率因數(shù)提高到0.95就是比較合理的補償了，隨著功率因數(shù)變高，每千乏補償容量減少損耗的作用將變小。鑒于實際電網(wǎng)狀況多樣，應結合實際情況制定合適的方案及選擇。

[1]高德偉.電力網(wǎng)無功功率自動控制系統(tǒng)和電壓的作用[J].科技與企業(yè)，2013(24).

[2]彭俊輝.低壓動態(tài)無功補償技術分析及應用[J].企業(yè)技術開發(fā)，2013(17).