無功自動補償在民用低壓配電系統中的應用探討

近年來，隨著油田社區的相繼建立，周邊樓盤以及商場和辦公樓也逐步建立起來，由此油田用電總量日趨增長。據資料顯示，油田居民的生活用電以及生產辦公用電占到了油田區用電總量的30%，進而加大了用電的壓力。由于在油田區一些建筑場所內大多使用單相電感性負荷，其自身的功率因數相對較低，滯后無功功率所占的比重大，由此可以通過特殊技術的應用來開發節能潛力。為了保證功率因數的提高，同時降低無功功率、保證有功功率的運用，同時保證線路的最低損耗并節約電能，本文在反復試驗和深入分析的基礎上，提出了無功自動補償節能控制裝置的節能技術改造方案，以期通過這種方案的應用充分改善油田民用低壓配電系統運行效率低下的問題，提高配電系統的利用效率，同時創造更大的經濟和社會效益。

　　1、無功自動補償原則

　　為了改善油田配電系統的功率因數，降低油田區電能的消耗，同時改善供電的質量，在油田民用低壓配電系統中采用無功補償技術來提高供電的性能。根據無功負荷的情況以及分布特點，要按照兼顧總體和局部平衡、分散補償和集中補償相結合、降損和調壓相結合、電力部門和用戶補償相結合的原則，合理的選擇無功補償的設備和方案，對補償的容量做好調配，并適時做好跟蹤和調整，從而盡可能的降低無功功率在傳輸過程中的損耗，充分提升配電設備的使用效率，保證電能的充分利用。

　　2、無功自動補償方案

　　無功自動補償方案可以分為兩種，一種是三相電容自動補償方案，一種是分相電容自動補償方案。

　　2.1三相電容自動補償

　　三相電容自動補償適用于三相負載平衡的供配電系統。這種電路系統中，三相回路平衡而且回路里的無功電流是相同的，由此在補償的過程中，通過無功功率參數信號進行調節可以取自三相中的任何一相，檢測結果顯示，三相同時投切可以保證三相電壓的質量。而在油田民用建筑中多使用單相負荷，負荷變化的隨機性太大會導致三相負載的不平衡，由于調節無功補償的信號取自三相中的任意一相，就會導致未檢測的兩相不是補償過多就是不足。如果補償過多，則這相電壓就會相應升高，由此會使控制或保護元件等設備因為過高電壓而受損；如果補償不足，則這相回路的電流會變大，線路及斷路器等設備會由于電流的增加導致發熱而受損。由此，在這些情況下，三相無功補償方式不但不能起到節能的作用，相反會造成資源的消耗和浪費，難以對系統中的無功功率加以有效補償，甚至會對電路的運行造成嚴重的危害。

　　2.2分相電容自動補償

　　與三相電容自動補償不同，對于三相不平衡以及單相配電系統可以采用分相電容自動補償來加以解決。分相電容自動補償的原理是通過調節無功功率參數的信號取自三相中的每一相，依據每相感性負荷的大小和功率因數的高低進行相應的補償，而對于其他相不產生相互之間的影響，由此在補償的過程中不會對其他相造成過補償或補償不足的情形。油田民用低壓配電系統多是單相負荷，由此分相電容自動補償多應用于油田民用低壓配電系統中。分相電容自動補償裝置的控制模塊和數據采集模塊都是采用新型單片機和大規模集成電路，開關模塊采用大功率晶閘管，實現電容器組的零電壓投入和零電流切除，無合閘浪涌電流沖擊，無火花和諧波干擾。這一裝置有下列特點：

　　（1）分相電容自動補償裝置采用數字化和智能化的控制模式，開關采用單元無觸點的設置，由此可以保證控制的精度和運行的準確性以及有效性。

　　（2）全自動分相、分級按需補償，由此可以保證補償的有效性，同時可以避免對其他相不必要或補償過多情形的出現。

　　（3）可以根據需要靈活設定過電壓、欠電壓和欠電流延時等參數，具備較為完善的越限報警功能和過電壓、欠電壓等保護功能，由此可以保證系統運行的安全性。

　　（4）可以實時進行數字式測量，得到時效數字，同時可以顯示出電網中的主要參數，包括功率因數、電壓和電流諧波電壓及電流、有功功率及電能還有無功功率及電量等等參數。

　　（5）運用自愈式的電容器，使命壽命較長、較為可靠，溫升較小同時無需專門的散熱設備。

　　（6）安裝現代通信設備，可以采集數據并實現遠程監測，可以通過計算機網絡進行管理，提高配電系統的管理和利用效率。

　　（7）應用模塊化結構設計便于系統的維護和升級。

　　通過分相電容自動補償裝置的特點分析可以看出，這種補償裝置可以自動檢測各相負載的功率因數，并自動的對各相投入相應的電容補償量，由此可以使各相無功功率的使用更充分。這種裝置特別適合使用單相用電負荷而且三相不平衡的用電系統中。

　　3、分相電容自動補償方案的實施與評價

　　在油田民用低壓配電系統中通過電容補償來解決感性負荷功率因數較低的問題是目前設計中普遍采用的方法。在設計中通常有兩種做法。第一種做法是通過在配電所設置集中高壓或者低壓的補償柜，從而在系統的前端進行相應的補償，由此可以滿足供電部門對電網功率因數的要求，但是對各級分支電路不做相應補償，由此低壓配電線路中的無功電流相對較大，很難減少配電開關容量，由此難以保證低壓配電系統的供電質量。另一種做法是對每一用電設備進行獨立補償，這種獨立補償方式可以針對每一設備的具體情況作出是否補償的判斷，但是對于油田民用建筑來說，補償的成本較高，難以保證維修的方便性。目前低壓補償技術不斷提高，這些民用建筑配電補償多使用分相補償電容，根據建筑的功能進行區分，由此可以保證補償裝置的效果。分相補償具有顯著的增容效果，可以解決低壓配電系統長期更大負荷的問題，可以提高用電的效率，降低能源的損耗，保證節能效果的發揮。

　　4、結語

　　無功自動補償應用到油田民用低壓配電系統中可以保證在用電數量增多的情況下對配電系統的調控，保證電能充分被利用，減少電能使用過程中的消耗。這種技術實用性較強，可以加以廣泛的應用，保證供配電系統的完善。