智能低壓配電系統(tǒng)無功補償柜的設(shè)計分析

無功功率補償即為無功補償，在電子供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補償裝置在電力 供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動，諧波增大等諸多因素。

　　1 無功補償基本原理

　　在交流電路中，由電源供給負(fù)載的電功率有兩種；一種是有功功率，一種是無功功率。有功功率是保持用電設(shè)備正常運行所需的電功率，是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量（機械能、光能、熱能）的電功率。

　　無功功率比較抽象，它是電路內(nèi)電場與磁場的交換，在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊７彩怯须姶啪€圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動機械運動，電動機的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒有無功功率，電動機就不會轉(zhuǎn)動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。

　　在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運行。但是從發(fā)電機和高壓輸電線供給的無功功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了負(fù)荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無功補償裝置來補充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。無功補償是把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。這樣，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補償。

　　2 智能低壓配電系統(tǒng)無功補償柜的優(yōu)點

　　低壓無功補償裝置在現(xiàn)代應(yīng)用越來越廣泛，在電網(wǎng)端和用戶端都有很好的功效，智能低壓配電系統(tǒng)無功補償柜在現(xiàn)在的電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中占領(lǐng)了重要的地位，不論的工業(yè)用電，還是平民用電，都離不開智能低壓配電系統(tǒng)無功補償柜，這主要是因為低壓無功補償柜能夠有效提高用電效率。因此，低壓無功補償柜有許多的優(yōu)點如下：

　　（1）便于安裝。智能低壓配電系統(tǒng)無功補償柜在安裝時，不受外界環(huán)境的影響，所以多地區(qū)都便于安裝設(shè)備；（2）低投入。智能低壓配電系統(tǒng)無功補償柜的內(nèi)痔電壓較低，所以不同于高電壓的投入，節(jié)省了大量開支；（3）能靈活切換。在智能低壓配電系統(tǒng)無功補償柜線路中電流變化能自動靈活的切換，達(dá)到就地平衡。

　　3 低壓配電網(wǎng)無功補償分類

　　3.1 隨機補償

　　隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝置與電機，同時投切。隨機補償適用于補償電動機的無功消耗，以補勵磁無功為主，此種方式可較好地限制用電單位無功負(fù)荷。

　　隨機補償?shù)膬?yōu)點：用電設(shè)備運行時，無功補償投入，用電設(shè)備停運時，補償設(shè)備也退出，而且不需頻繁調(diào)整補償容量。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活，維護簡單、事故率低等。

　　3.2 隨器補償

　　隨器補償是指將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器二次側(cè)，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。配變在輕載或空載時的無功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配變空載無功是用電單位無功負(fù)荷的主要部分，對于輕負(fù)載的配變而言，這部分損耗占供電量的比例很大，從而導(dǎo)致電費單價的增加。

　　隨器補償?shù)膬?yōu)點：接線簡單、維護管理方便、能有效地補償配變空載無功，限制農(nóng)網(wǎng)無功基荷，使該部分無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低無功網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟性，是目前補償無功最有效的手段之一。

　　3.3 跟蹤補償

　　跟蹤補償是指以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組補償在大用戶0.4kV母線上的補償方式。這種補償方法適用于100kVA以上的專用配變用戶，它可以替代隨機、隨器這兩種補償方式，并且補償效果很好。

　　跟蹤補償?shù)膬?yōu)點是運行方式靈活，運行維護工作量小，比前兩種補償方式壽命相對延長、運行更可靠。

　　4 智能無功補償柜的補償方式

　　4.1 固定補償與動態(tài)補償相結(jié)合

　　社會在不斷的發(fā)展，人們面臨的負(fù)載型也越來越復(fù)雜，對于配電系統(tǒng)方面，人們對電網(wǎng)系統(tǒng)的無功要求也越來越高，為了保障人們的需求，必須嘗試新的補償方式。所以，僅僅靠著固定補償已經(jīng)不能夠滿足用戶的要求了，必須有新的元素加進去，新的動態(tài)無功補償技術(shù)才能較好地適應(yīng)負(fù)載變化。固定補償與動態(tài)補償相結(jié)合能夠更加全面的解決人們對于無功補償?shù)囊螅@也是一次無功補償?shù)挠行浜戏绞健?/span>

　　4.2 三相共補與分相補償相結(jié)合

　　目前，人們接觸越來越多的新型電力設(shè)備，在用電方面也越來越需要一種無功補償式的電網(wǎng)系統(tǒng)，對于那些新的設(shè)備尤其是大量的電力電子、照明等家居設(shè)備，都是單相供電的設(shè)備，所以，電網(wǎng)中會出現(xiàn)越來越多的三相不平衡情況，為解決這個問題，必須從三相共補方式轉(zhuǎn)換，因為這種方式已經(jīng)承載不起這樣多的新型用電設(shè)備，但是，如果全部采用單相補償方式的話，就會出現(xiàn)投資較大的現(xiàn)象。因此根據(jù)負(fù)載情況充分考慮經(jīng)濟性的共分結(jié)合方式在新的經(jīng)濟條件下日益廣泛應(yīng)用。

　　4.3 穩(wěn)態(tài)補償與快速跟蹤補償相結(jié)合

　　在經(jīng)過多次嘗試之后，有關(guān)證明顯示，穩(wěn)態(tài)補償與快速跟蹤補償相結(jié)合的補償方式對于電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展非常有利，因此，穩(wěn)態(tài)補償與快速跟蹤補償相結(jié)合成為了未來發(fā)展的一個重要趨勢。這種補償結(jié)合方式主要是針對一些大型的鋼鐵、冶金等企業(yè)，這些企業(yè)的工藝比較復(fù)雜，并且用電量很大，所以企業(yè)的負(fù)載變化很快且會出現(xiàn)較大的波動性，因此，這些大型企業(yè)必須進行充分而有效無功補償，這樣，不僅能夠有效的提高功率因數(shù)，還能減少能量損耗，同時采用穩(wěn)態(tài)補償與快速跟蹤補償相結(jié)合的方式能夠充分挖掘設(shè)備的工作容量，充分發(fā)揮設(shè)備的應(yīng)用能力，提高工作效率，從而提高總體的產(chǎn)量和質(zhì)量，達(dá)到較大的經(jīng)濟效益。

　　5 結(jié)束語

　　在電力發(fā)展快速的現(xiàn)代社會，人們對于電力的功率損耗很是看重，在保證電力系統(tǒng)正常運行時，保證功率損耗達(dá)到最低，提高利用率已經(jīng)成為現(xiàn)代電力系統(tǒng)發(fā)展的方向。本文在討論了對于無功補償?shù)姆椒ǚ桨负螅瑢τ谥悄艿蛪号潆娤到y(tǒng)無功補償柜的研究設(shè)計就更加確定了研究目的。社會在發(fā)展，電力系統(tǒng)也在不斷更新，智能低壓配電系統(tǒng)無功補償柜對于電力的發(fā)展有著極其重要的意義。