淺談無(wú)功補(bǔ)償在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.李延明 2.高 欣

1.河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院 2.鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校

1 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)概述

無(wú)功補(bǔ)償主要分為動(dòng)態(tài)及靜態(tài)兩種方式。前者主要是根據(jù)負(fù)載情況安裝固定容量補(bǔ)償電容及電感，后者與前者不同，主要是隨著感性或者容性變化，切換補(bǔ)償電容容量、電感量等達(dá)到補(bǔ)償目的。而其中動(dòng)態(tài)補(bǔ)償具有實(shí)時(shí)性、高效等特點(diǎn)，能夠幫助改善和提高功率因數(shù)，且能夠顯著降低線路損耗。

目前，該項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于輸電系統(tǒng)波阻抗補(bǔ)償、負(fù)載無(wú)功補(bǔ)償中。其在實(shí)踐中能夠連接并控制無(wú)功功率，根據(jù)實(shí)際情況第一時(shí)間做出反應(yīng)，發(fā)出或者吸收無(wú)功功率，將系統(tǒng)中的獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電壓整合到一起，形成一個(gè)整體。在科學(xué)技術(shù)支持下，動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償發(fā)展相對(duì)成熟，在具體應(yīng)用中，僅需要利用相關(guān)裝置，較為方便，且可靠性很高，未來(lái)，將成為配電網(wǎng)絡(luò)管理的必然選擇。

2 常用的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

2.1 電容器補(bǔ)償

電容器，顧名思義，就是一種儲(chǔ)存電量的容器，利用其補(bǔ)償無(wú)功損耗在無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)中占有重要的地位，而且很多補(bǔ)償裝置的選用都選擇電容器。通俗來(lái)講，就是將電容器中的電量通過(guò)不同的連接方式與配電臺(tái)區(qū)的設(shè)備相互連接，補(bǔ)償裝置一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)損耗，就將電容器中的電量引入進(jìn)來(lái)，補(bǔ)充電能的無(wú)功損耗。

2.2 智能無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

近些年來(lái)，智能化技術(shù)和設(shè)備大量面世，也刺激了無(wú)功補(bǔ)償裝置的進(jìn)一步發(fā)展，更重要的原因是由于電力企業(yè)的經(jīng)營(yíng)規(guī)模的擴(kuò)大。以及我國(guó)電力設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模愈加龐大，需要進(jìn)行監(jiān)控和補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備和線路日益增多，普通的補(bǔ)償技術(shù)和裝置已經(jīng)無(wú)法有效的滿足現(xiàn)如今的需求，加上電力信息化管理的應(yīng)用，使電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率愈來(lái)愈高，而且在不遠(yuǎn)的將來(lái)，電力能源的發(fā)展將進(jìn)入更多的應(yīng)用領(lǐng)域，電力能源的使用帶給配電系統(tǒng)的壓力更大，需要處理的信息數(shù)據(jù)更多，因此對(duì)待海量規(guī)模的配點(diǎn)設(shè)備以及輸電線路的止損，必須要結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)控及時(shí)高效的補(bǔ)償機(jī)制和穩(wěn)定的補(bǔ)償機(jī)制兩者的共同作用，才能夠有效的防止配電設(shè)備的大面積損耗、損傷，并提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的效率。

新式的智能無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)還包括智能的管理控制措施、監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)時(shí)的通訊互連以及在配電臺(tái)區(qū)形成標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)單元等重要功能，這些功能不但保護(hù)了臺(tái)區(qū)內(nèi)的設(shè)備的安全和穩(wěn)定運(yùn)行，而且能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)損耗，最大限度的滿足了節(jié)約電力能源的需求，一系列技術(shù)和功能的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用，極大的提高了電力系統(tǒng)的綜合處理和分析電力數(shù)據(jù)信息的能力，智能化管理得到了進(jìn)一步的驗(yàn)證和落實(shí)，這對(duì)于電力行業(yè)的智能化發(fā)展意義重大。

3 無(wú)功補(bǔ)償在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 在固定濾波器、電抗器中的應(yīng)用

為滿足電源對(duì)無(wú)功電流和總諧波電流的要求，利用有源濾波器產(chǎn)生的與負(fù)荷條件下諧波電流相反的諧波電流，讓兩者相互抵消。這種無(wú)功補(bǔ)償具有利用有源補(bǔ)償?shù)目煽匦?、靈活性又有無(wú)源補(bǔ)償大容量的特點(diǎn)，但是其形成的諧波會(huì)對(duì)設(shè)備造成一定的影響，而且運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的噪音。

3.2 安裝投切電容器

投切電容器是用于無(wú)功補(bǔ)償裝置中的電容器，通過(guò)對(duì)電容器進(jìn)行投切，改變無(wú)功功率，是無(wú)功補(bǔ)償當(dāng)中一個(gè)重要裝置。該設(shè)備投資小。但是不適宜頻繁使用，過(guò)于頻繁使用會(huì)影響設(shè)備使用壽命。

3.3 對(duì)回路電流的無(wú)功補(bǔ)償利用

固定濾波器來(lái)調(diào)節(jié)飽和電感器內(nèi)部的磁能飽和程度這樣可以對(duì)流入回路的感性電流繼續(xù)逆向改變，最終達(dá)到無(wú)功補(bǔ)償。在回路中產(chǎn)生的感性電流可以和濾波器發(fā)出的的容性電流進(jìn)行相互抵消，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電流平衡，之后可以通過(guò)將濾波器和電抗器進(jìn)行電壓串聯(lián)，對(duì)側(cè)母線的電壓進(jìn)行一定程度上的降低，這樣就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償這的目的。

3.4 無(wú)功補(bǔ)償中應(yīng)注意的問(wèn)題

在輕負(fù)荷時(shí)要避免過(guò)補(bǔ)償，倒送無(wú)功造成功率損耗增加，也是不經(jīng)濟(jì)的。功率因數(shù)越高，每千乏補(bǔ)償容量減少損耗的作用將變小，通常情況下，將功率因數(shù)提高到0.95就是合理補(bǔ)償。

無(wú)功功率倒送是電力系統(tǒng)所不允許的現(xiàn)象，因?yàn)樗鼤?huì)增加線路和變壓器的損耗，加重線路的負(fù)擔(dān)。雖然生產(chǎn)廠家都強(qiáng)調(diào)自己的設(shè)備不會(huì)造成無(wú)功功率的倒送，但是實(shí)際情況并非如此。因?yàn)閷?duì)于接觸器控制的補(bǔ)償柜，補(bǔ)償量是三相同調(diào)的；對(duì)于晶閘管控制的補(bǔ)償柜，雖然三相補(bǔ)償量可以分調(diào)，但是很多生產(chǎn)廠家為了節(jié)約成本，往往只選擇一相做采樣及無(wú)功功率分析。于是在三相負(fù)荷不平衡的時(shí)候，就有可能造成無(wú)功功率倒送。至于采用固定電容器補(bǔ)償方式的用戶，則可能在負(fù)荷低谷時(shí)造成無(wú)功功率倒送，這應(yīng)引起充分注意。

總之，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)和保持無(wú)功功率平衡，是一項(xiàng)建設(shè)性的降損技術(shù)措施。目前，配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償容量一般是根據(jù)供電部門(mén)要求達(dá)到的功率因數(shù)來(lái)確定的，而不是依據(jù)用戶用電時(shí)實(shí)際的節(jié)能效益、最佳電能質(zhì)量、最小支付電費(fèi)的經(jīng)濟(jì)功率因數(shù)來(lái)確定。通過(guò)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的介紹，分析了適合于城市低壓配電臺(tái)區(qū)的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，對(duì)配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償工作有著積極的促進(jìn)作用。如何確定無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的合理配置和分布，需尋找技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案。

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