低壓電網中無功補償的意義解析

    無功補償是借助于無功補償設備提供必要的無功功率，以提高系統的功率因數，降低電能的損耗，改善電網電壓質量。從電網無功功率消耗的基本狀況可以看出，各級網絡和輸配電設備都要消耗一定數量的無功功率，尤其是以低壓配電網所占比重最大。為了最大限度的減少無功功率的傳輸損耗，提高輸配電設備的效率，無功補償設備的配置，應按照“分級補償，就地平衡”的原則，合理布局。

　　一、目前低壓配電網無功補償的方式

　　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。

　　隨器補償：隨器補償是指將低壓電容器通過低壓接在配電變壓器二次側，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。

　　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。適用于100kVA以上的專用配變用戶，可以替代隨機、隨器兩種補償方式，補償效果好。

　　許多用電設備均是根據電磁感應原理工作的，依靠建立交變磁場才能進行能量的轉換和傳遞。為建立交變磁場和感應磁通而需要的電功率稱為無功功率，所謂的“無功”并不是“無用”的電功率，只不過它的功率并不轉化為機械能、熱能而已。因此在供用電系統中除了需要有功電源外，還需要無功電源，兩者缺一不可。在功率三角形中，有功功率P與視在功率S的比值，稱為功率因數cosφ，其計算公式為：

　　cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2

　　在電力網的運行中，功率因數反映了電源輸出的視在功率被有效利用的程度，我們希望的是功率因數越大越好。這樣電路中的無功功率可以降到最小，視在功率將大部分用來供給有功功率，從而提高電能輸送的功率。

　　二、低壓電網中無功補償的方法

　　1.低壓集中補償方法,降低能效值

　　低壓集中補償方法主要是在配電變壓器380V側進行集中補償,通常采用微機控制的低壓并聯電容器柜。這樣的補償方法具有如下作用:(1)補償的容量較大,可用于上千容器;(2)跟蹤性能較好,即可根據用戶負荷水平的波動情況進行相應數量的補償,做到供給平衡;(3)補償的經濟效率好,這種補償方式對配電過程的損耗有一定的幫助,且投資和維護費用均由專用變用戶承擔,減少供電企業的成本投入。

　　根據現有的資料進行整理發現：目前國內各廠家生產的自動補償裝置通常是根據功率因數來進行電容器的自動投切的。一旦運用集中補償的方法,不僅能夠達到上述的目標要求,還能夠使企業能夠及時地發現和解決問題。這種集中補償方法,一方面能夠引起電力供應部門的關注,便于檢查電壓的運行情況;另一方面能夠使電壓的數值始終在一定的范圍之內。

　　2.中間同步或靜止補償,保持補償的順暢性

　　筆者在近幾年的工作實踐中發現,在遠距離輸電線路中間裝設同步調相機或靜止補償裝置,能夠產生如下的效果:(1)有助于電壓的穩定,能夠減少在輸電過程中的不斷充電現象;(2)提高輸電的容量水平,即在多條線路的輸電過程中,及時補充其損耗,起到穩壓增容的作用;(3)調節性能強,因這種補償在線路的中點,能夠起到配給和補償的功效,從而最大限度地發揮其調節功能。

　　在實際的操作過程中,應該注意以下幾方面：(1)選擇合理的調節點,即輸電網的電壓支撐點與調壓輸電網與受電地區的低一級電壓的電網相聯的樞紐點設計無功補償裝置;(2)確定合理的補償調節范圍,減少其手外力的影響;(3)不斷地進行跟蹤維護,盡管這種補償的自動化程度較高,但也會出現一些諸如受惡劣天氣影響等問題,應該注意隨時觀察,發現異常情況進行及時校正。

　　3.用戶終端分散補償,提高電壓利用率

　　用戶是輸電過程中的終結環節,如果能夠在用戶終端進行分散補償,不僅能夠提高電壓利用率,還能夠使得用戶的電器設備始終保持在一定的穩壓值之內,減少破壞現象的發生。筆者以為,用戶終端分散補償的必要性主要體現在:(1)城鎮電力用戶的用電量日益增多,需要節省資源成本;(2)使用電器的頻率較以往有所提高,實行這樣的補償方式,能夠有一定的發展空間;(3)符合國家的用電規范要求《供電系統設計規范》(GB50052-1995)指出,容量較大,負荷平穩且經常使用的用電設備無功負荷宜單獨就地補償。可以這么說,用戶終端分散補償方式是較為合理的方法之一。