由于無功補(bǔ)償對(duì)電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要作用，因此無功補(bǔ)償是電力企業(yè)和用戶共同關(guān)注的問題。本文主要對(duì)無功補(bǔ)償問題進(jìn)行分析，并對(duì)此提出建議。

1.概述無功補(bǔ)償

1.1無功補(bǔ)償原理

所有電感負(fù)載均需要補(bǔ)償大量的無功功率，提供這些無功功率途徑有兩條：一是輸電系統(tǒng)提供;二是補(bǔ)償電容器提供。如果由輸電系統(tǒng)提供，則設(shè)計(jì)輸電系統(tǒng)時(shí)，既要考慮有功功率，也要考慮無功功率。由輸電系統(tǒng)傳輸無功功率，將造成輸電線路及變壓器損耗的增加，降低系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。而由補(bǔ)償電容器就地提供無功功率，就可以避免由輸電系統(tǒng)傳輸無功功率，從而降低無功損耗，提高功率因數(shù)。

在高壓側(cè)或低壓側(cè)均可進(jìn)行補(bǔ)償。但如果在低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，既可減少變壓器、輸電線路等的損耗，又可提高變壓器、輸電線路的利用率及提高負(fù)載端的端電壓，所以補(bǔ)償電容器的安裝越靠近負(fù)載端，對(duì)用戶而言越可獲取較大的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2無功補(bǔ)償主要作用

提高電網(wǎng)及負(fù)載的功率因數(shù)，設(shè)備設(shè)計(jì)容量將降低，投資也從而減少。

穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高電網(wǎng)質(zhì)量。特別在長(zhǎng)距離輸電線路中安裝合適的無功補(bǔ)償裝置可提高系統(tǒng)的輸電能力及穩(wěn)定性。

減少負(fù)荷電流，降低線路電能損耗。

無功補(bǔ)償挖掘發(fā)供電設(shè)備潛力。在設(shè)備容量不變的條件下，提高功率因數(shù)可以少送無功功率，就可以多送有功功率。

在三相負(fù)載不平衡的場(chǎng)合，可對(duì)三相視在功率起到平衡作用。

無功補(bǔ)償可以減少用戶電費(fèi)支出，避免因功率因數(shù)低于規(guī)定值而受罰，同時(shí)減少用戶內(nèi)部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗。

1.3無功補(bǔ)償方式及原則

提高功率因數(shù)，無功補(bǔ)償可分為隨機(jī)隨器補(bǔ)償、分散補(bǔ)償和集中補(bǔ)償，應(yīng)該遵循：全面規(guī)劃，合理布局，分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡;集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分散補(bǔ)償為主;高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主;調(diào)壓與降損相結(jié)合，以降損為主的原則。

2.配網(wǎng)無功補(bǔ)償問題分析

隨著配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展和普及，從靜態(tài)補(bǔ)償?shù)絼?dòng)態(tài)補(bǔ)償，從有觸點(diǎn)補(bǔ)償?shù)綗o觸點(diǎn)補(bǔ)償，無功補(bǔ)償在實(shí)際配網(wǎng)中的應(yīng)用也出現(xiàn)一些問題。

2.1諧波問題

電容器與其他設(shè)備相比有比較大的區(qū)別，就是其具有不同于其他電氣設(shè)備的容性阻抗特性，以及阻抗和頻率成反比的特性。容性阻抗特性，使其能和電網(wǎng)中大部分感性阻抗的電氣設(shè)備配合而構(gòu)成諧波諧振或接近諧波諧振的條件。在系統(tǒng)諧振條件下，阻抗和頻率成反比的特性，可顯著的改變系統(tǒng)的阻抗，起到吸收高次諧波電流而引起電流過載，增加電容器的負(fù)擔(dān)，并且?guī)淼陌l(fā)熱和電壓升高，也意味著電容器使用壽命的縮短。

因此在投入電容器組時(shí)，必須考慮系統(tǒng)諧振問題。只要把不帶電抗器的電容器組連接母線，就會(huì)出現(xiàn)一特定的并聯(lián)或串連諧振頻率。

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2.2無功倒送問題

無功倒送是電力系統(tǒng)不允許出現(xiàn)的現(xiàn)象，由于它會(huì)造成主網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)壓困難，變壓器的損耗和增加線路，加重線路的負(fù)擔(dān)。在無功補(bǔ)償裝置中都有防止無功倒送的措施，但是實(shí)際情況并不樂觀。

過去的接觸器控制的補(bǔ)償柜，補(bǔ)償量三相可調(diào)，但是產(chǎn)品中只取一相作為采樣及無功補(bǔ)償分析，在三相不平衡的時(shí)候，就會(huì)發(fā)生無功返送。

采用固定補(bǔ)償方式則在負(fù)荷低谷時(shí)造成無功返送。

無功補(bǔ)償自動(dòng)裝置投入后，長(zhǎng)期運(yùn)行，不調(diào)試，裝置失靈，發(fā)生無功返送。

2.3投切開關(guān)的選型問題

采用交流接觸器投切電容器的沖擊電流大，影響電容器和接觸器的使用壽命;用晶閘管投切電容器能解決接觸器投切電容器存在的問題，但明顯缺點(diǎn)是裝置存晶閘管功率損耗，需要安裝風(fēng)扇和散熱器來通風(fēng)與散熱，而散熱器會(huì)增大裝置的體積，風(fēng)扇則影響裝置的可靠性，且能耗大。智能低壓復(fù)合開關(guān)是繼交流接觸器、晶閘管控制器后第三代低壓無功補(bǔ)償電容器的投切器件，其工作原理是將可控硅開關(guān)與磁保持繼電器并接，實(shí)現(xiàn)電壓過零導(dǎo)通和電流過零切斷，使復(fù)合開關(guān)在接通和斷開的瞬間具有可控硅開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，而在正常接通期間又具有接觸器開關(guān)無功耗的優(yōu)點(diǎn)。無涌流、觸點(diǎn)不燒結(jié)、能耗小。

2.4補(bǔ)償量的優(yōu)化

配電變壓器補(bǔ)償量過大不但不經(jīng)濟(jì)，而且在變壓器空載運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷較輕時(shí)還會(huì)造成過補(bǔ)償，使得功率因數(shù)超前，導(dǎo)致無功返送。

防止配變過補(bǔ)償，補(bǔ)償容量不能超過配變的無功功率。變壓器總的無功功率：

因此，配電變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償?shù)娜萘繎?yīng)該按照配電變壓器額定容量的8%配置。

3.實(shí)施中應(yīng)注意的問題和建議

3.1運(yùn)行及產(chǎn)品可靠性

對(duì)網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控是以后配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的需要。但是，設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控等功能在實(shí)際應(yīng)用中維護(hù)量較大，并且對(duì)環(huán)境等其他要求也比較嚴(yán)格。低壓補(bǔ)償系統(tǒng)越復(fù)雜、功能越多，維護(hù)工作量就越大。因此在產(chǎn)品選配時(shí)應(yīng)慎重考慮。低壓補(bǔ)償裝置的可靠性與電容器投切開關(guān)、電容器質(zhì)量、運(yùn)行工作條件有關(guān)，因此裝置中投切開關(guān)選型和電容器額定電壓選擇是關(guān)鍵，必須高度重視。

3.2無功倒送和三相不平衡

無功倒送會(huì)增加線路和變壓器的損耗，加重線路供電負(fù)擔(dān)。為防止三相不平衡系統(tǒng)的無功倒送，應(yīng)要求控制器檢測(cè)、計(jì)算三相無功投切控制。固定補(bǔ)償部分容量過大，容易出現(xiàn)無功倒送。一般動(dòng)態(tài)補(bǔ)償能有效避免無功倒送。系統(tǒng)三相不平衡同樣會(huì)增大線路和變壓器損耗。對(duì)三相不平衡較大的負(fù)荷，比如機(jī)關(guān)、學(xué)校等單相負(fù)荷多的用戶，應(yīng)考慮采用分相無功補(bǔ)償裝置。并不是所有廠家的控制器都具有分相控制功能，這是工程中必須考慮的問題。

3.3電容器保護(hù)和諧波影響

諧波影響會(huì)使電容器過早損壞或造成控制失靈，諧波放大會(huì)使干擾更加嚴(yán)重。工程中應(yīng)掌握用戶負(fù)荷性質(zhì)，必要時(shí)應(yīng)對(duì)補(bǔ)償系統(tǒng)的諧波進(jìn)行測(cè)試，存在諧波但不超標(biāo)可選抗諧波無功補(bǔ)償裝置，而諧波超標(biāo)則應(yīng)治理諧波。電容器耐壓標(biāo)準(zhǔn)為1.1UN，補(bǔ)償控制器過壓保護(hù)一般取1.2UN，超過必須跳閘。對(duì)于諧波問題可采取加裝濾波裝置的辦法解決，又可分為有源濾波，無源濾波，混合濾波。

總之，由于配電網(wǎng)負(fù)荷、場(chǎng)合的復(fù)雜性，雖然裝置容量小、電壓低，卻有很多值得認(rèn)真分析和思考的問題。特別是臺(tái)變補(bǔ)償在戶外，使用環(huán)境差，工程上應(yīng)給予足夠的重視。

4.結(jié)語

通過本文對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償分析，提高功率因數(shù)和搞好無功平衡，可以提高電能質(zhì)量，也是一種具有建設(shè)性的節(jié)源降耗的技術(shù)措施。