1.概述無功補償 1.1無功補償原理 所有電感負載均需要補償大量的無功功率，提供這些無功功率途徑有兩條：一是輸電系統(tǒng)提供;二是補償電容器提供。如果由輸電系統(tǒng)提供，則設計輸電系統(tǒng)時，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)濟效益。而由補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)。 在高壓側或低壓側均可進行補償。但如果在低壓側進行補償，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載端的端電壓，所以補償電容器的安裝越靠近負載端，對用戶而言越可獲取較大的經(jīng)濟效益。 1.2無功補償主要作用 (1)提高電網(wǎng)及負載的功率因數(shù)，設備設計容量將降低，投資也從而減少。 (2)穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高電網(wǎng)質(zhì)量。特別在長距離輸電線路中安裝合適的無功補償裝置可提高系統(tǒng)的輸電能力及穩(wěn)定性。 (3)減少負荷電流，降低線路電能損耗。 (4)無功補償挖掘發(fā)供電設備潛力。在設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。 (5)在三相負載不平衡的場合，可對三相視在功率起到平衡作用。 (6)無功補償可以減少用戶電費支出，避免因功率因數(shù)低于規(guī)定值而受罰，同時減少用戶內(nèi)部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗。 1.3無功補償方式及原則 提高功率因數(shù)，無功補償可分為隨機隨器補償、分散補償和集中補償，應該遵循：全面規(guī)劃，合理布局，分級補償，就地平衡;集中補償與分散補償相結合，以分散補償為主;高壓補償與低壓補償相結合，以低壓補償為主;調(diào)壓與降損相結合，以降損為主的原則。 2.配網(wǎng)無功補償問題分析 隨著配電網(wǎng)無功補償技術的發(fā)展和普及，從靜態(tài)補償?shù)絼討B(tài)補償，從有觸點補償?shù)綗o觸點補償，無功補償在實際配網(wǎng)中的應用也出現(xiàn)一些問題。 2.1諧波問題 電容器與其他設備相比有比較大的區(qū)別，就是其具有不同于其他電氣設備的容性阻抗特性，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備配合而構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，增加電容器的負擔，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，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，就會出現(xiàn)一特定的并聯(lián)或串連諧振頻率。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，加重線路的負擔。在無功補償裝置中都有防止無功倒送的措施，但是實際情況并不樂觀。 (1)過去的接觸器控制的補償柜，補償量三相可調(diào)，但是產(chǎn)品中只取一相作為采樣及無功補償分析，在三相不平衡的時候，就會發(fā)生無功返送。 (2)采用固定補償方式則在負荷低谷時造成無功返送。 (3)無功補償自動裝置投入后，長期運行，不調(diào)試，裝置失靈，發(fā)生無功返送。 2.3投切開關的選型問題 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，但明顯缺點是裝置存晶閘管功率損耗，需要安裝風扇和散熱器來通風與散熱，而散熱器會增大裝置的體積，風扇則影響裝置的可靠性，且能耗大。智能低壓復合開關是繼交流接觸器、晶閘管控制器后第三代低壓無功補償電容器的投切器件，其工作原理是將可控硅開關與磁保持繼電器并接，實現(xiàn)電壓過零導通和電流過零切斷，使復合開關在接通和斷開的瞬間具有可控硅開關的優(yōu)點，而在正常接通期間又具有接觸器開關無功耗的優(yōu)點。無涌流、觸點不燒結、能耗小。 2.4補償量的優(yōu)化 配電變壓器補償量過大不但不經(jīng)濟，而且在變壓器空載運行時，負荷較輕時還會造成過補償，使得功率因數(shù)超前，導致無功返送。 防止配變過補償，補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，配電變壓器低壓側集中補償?shù)娜萘繎摪凑张潆娮儔浩黝~定容量的8%配置。 3.實施中應注意的問題和建議 3.1運行及產(chǎn)品可靠性 對網(wǎng)內(nèi)設備的聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控是以后配網(wǎng)自動化發(fā)展的需要。但是，設備的聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控等功能在實際應用中維護量較大，并且對環(huán)境等其他要求也比較嚴格。低壓補償系統(tǒng)越復雜、功能越多，維護工作量就越大。因此在產(chǎn)品選配時應慎重考慮。低壓補償裝置的可靠性與電容器投切開關、電容器質(zhì)量、運行工作條件有關，因此裝置中投切開關選型和電容器額定電壓選擇是關鍵，必須高度重視。 3.2無功倒送和三相不平衡 無功倒送會增加線路和變壓器的損耗，加重線路供電負擔。為防止三相不平衡系統(tǒng)的無功倒送，應要求控制器檢測、計算三相無功投切控制。固定補償部分容量過大，容易出現(xiàn)無功倒送。一般動態(tài)補償能有效避免無功倒送。系統(tǒng)三相不平衡同樣會增大線路和變壓器損耗。對三相不平衡較大的負荷，比如機關、學校等單相負荷多的用戶，應考慮采用分相無功補償裝置。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電容器保護和諧波影響 諧波影響會使電容器過早損壞或造成控制失靈，諧波放大會使干擾更加嚴重。工程中應掌握用戶負荷性質(zhì)，必要時應對補償系統(tǒng)的諧波進行測試，存在諧波但不超標可選抗諧波無功補償裝置，而諧波超標則應治理諧波。電容器耐壓標準為1.1UN，補償控制器過壓保護一般取1.2UN，超過必須跳閘。對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(其實就是有源加無源)。 總之，由于配電網(wǎng)負荷、場合的復雜性，雖然裝置容量小、電壓低，卻有很多值得認真分析和思考的問題。特別是臺變補償在戶外，使用環(huán)境差，工程上應給予足夠的重視。 4.結語 通過本文對配網(wǎng)進行無功補償分析，提高功率因數(shù)和搞好無功平衡，可以提高電能質(zhì)量，也是一種具有建設性的節(jié)源降耗的技術措施。 | 
