电力供电系统中无功补偿方案的讨论

李春彩（济钢集团国际工程技术有限公司,济南　250101）

电力供电系统中无功补偿方案的讨论

李春彩
（济钢集团国际工程技术有限公司,济南250101）

在电力供电系统中，无功功率补偿发挥着非常重要的作用。若补偿装置选择合理，则可以最大程度地实现电网的降损节能，改善电网质量。反之，则可能造成供电系统谐波增大，电压波动等诸多影响。本文以举例的方式对不同电网状况下不同补偿方案的选择进行分析讨论。

电力系统；无功补偿；方案选择

随着电力供电系统的发展需要，降损节能和经济效益将密切联系起来，降损节能不仅直接影响企业的经济效益，更能体现能耗状况和社会效益的发展。由于功率因数较低、损耗较大、电能质量较差等问题的存在，电力供电系统在降损节能方面有很大的挖掘潜力。而合适的无功补偿方案可以改善这一状况，最大限度地实现这些潜力的挖掘，因此无功补偿在电力供电系统中的应用不可或缺，选择合适的补偿方案也显得尤为重要。

1　无功功率补偿概述

无功功率补偿是通过将感性功率负荷与具有容性功率负荷的装置并联在同一电路，使能量在容性负荷与感性负荷之间相互交换，把容性负荷输出的无功功率作为感性负荷所需无功功率的补偿。其意义在于通过无功功率的补偿提高供电效率，改善供电环境，满足电力系统的发展需要。需要把握的点是要依据电网的状况选择合适的补偿方式，要了解进行无功补偿线路的工况。对于变化较快、负荷较大的工况宜采用动态补偿，节能效果相较明显。对于负荷较平稳的线路宜采用静态补偿方式。

2　无功补偿方案选择举例分析

下面以一组例子来对比说明补偿方案的应用及选择。

2.1举例一

以某冶金工程中选择的动态电容无功补偿装置为例。其设备原理如图1所示：

2.1.1工作原理

采样环节是将系统的电压、电流模拟量送入控制器中，然后控制器提取该电网的无功分量，由控制器经过A/D转换，比较和运算后，发出控制指令，该指令作为触发信号作用于触发电路，使晶闸管开关执行投/切，从而投入或切除电力电容器组。

2.1.2技术特点

该装置采用晶闸管作为投切开关，过零投切，速度快、无噪音、无涌流、无过电压；当系统电压与电容器电压相等时，不需要电容器放电即可再次投入电容器组，可实现电容器组的频繁使用，非常适用于频繁变化的负荷情况；其响应速度快，能实时动态跟踪，响应速度≤20ms；补偿智能化，配置智能监控终端，可实时在线显示电网内的所有参数，通过RS485/232通讯端口，可实现远方遥测、遥信、遥控；其具备过压、欠压、过流、温度、缺相等多种数字化保护功能；可做三相补偿或分相补偿。

2.1.3应用场合

鉴于该装置的技术特点，其适用场合为负荷功率因数偏低，功率因数变化范围大，变化速度快，线路电压降大，对动态补偿和电压波动有较高要求的场合。

2.2 举例二

上述装置有其适用场合及对应状况，而另一工程应用中的静态滤波补偿装置则适用于与上不同的电网状况，也有其相应优缺点。该装置的设备原理如图2所示：

2.2.1工作原理

在成套装置中加装并联电容器，进行无功补偿，提高系统功率因数。在基波频率时，LC回路中选择的电感与电容器相匹配，使装置在某次谐波频率时能与电容器产生串联谐振，该次谐波频率下该装置形成低到趋近于零的阻抗，让大部分的该谐波电流不流向供电系统，而流向本装置。具有改善供电系统的谐波电压畸变率的效果。

2.2.2技术特点

兼具电容滤波无功补偿功能，且滤波效率高，可滤除2、3、5、7、11、13等各次特征谐波；可滤除大部分谐波电流，降低谐波电压畸变率、抑制谐波危害，具备防止谐波放大的功能，避免系统谐振；有效降低系统损耗，有一定的节能效果；补偿精度高，调整切换容量可使补偿精度满足系统无功变化要求；功率因数可达0.92-0.95以上。

2.2.3应用场合

该装置主要用于电网中非线性负荷的用户，针对高次谐波进行滤除。具有设备投资少、运行可靠性高、保护齐全、维护费用低及操作便捷等显著特点，在谐波治理工程中广泛应用。

3　　结束语

以上仅以一组例子说明不同的电网状况及要求下应选择不同的无功补偿方案及装置。而现实状况中谐波含量及分布的不同、负荷类型的不同、无功需求的不同、负荷变化情况的不同、三相平衡性不同等因素都将影响无功补偿方案的选择。在确定补偿容量时也需要注意：在轻负荷时要注意避免过补偿，过补偿倒送无功功率可造成损耗增加，亦是浪费；通常，将功率因数提高到0.95就是比较合理的补偿了，随着功率因数变高，每千乏补偿容量减少损耗的作用将变小。鉴于实际电网状况多样，应结合实际情况制定合适的方案及选择。

[1]高德伟.电力网无功功率自动控制系统和电压的作用[J].科技与企业，2013(24).

[2]彭俊辉.低压动态无功补偿技术分析及应用[J].企业技术开发，2013(17).