配电网无功补偿技术的应用及效益分析

配电网无功补偿技术的应用及效益分析
摘要：目前，我国正值国家经济发展的黄金时期，对能源的需求和对电力的
需求也是巨大的，供电量不断攀升，对电网的发展造成了巨大的挑战。

同时，网
络的损失问题也越来越严重。

而将无功补偿技术用于配电系统，是减少电力系统
损失的一项重要手段。

针对这一现状，本文，对配电网络中无功补偿技术的现状
进行了分析和归纳。

关键词：配电网；无功补偿；电网损耗；效益分析；重要性
前言：
目前，随着我国经济的不断发展，电力消费也在快速增长。

根据2003年的
用电量预测，我国10多个省份将再次面临能源不足的情况，因此在当前的形势下，开展节能减排工作是非常有意义的。

在电力紧缺时，如何有效地减少功耗，
不但能提高发电者的发电量，为企业创造了可观的经济效益，同时也产生了较好
的社会效益。

其中，无功补偿作为电网安全和经济运行的一项重要措施，一直备
受关注。

该系统能够改善系统电压水平，降低线损，改善电力系统的功率因数，
增强系统的稳定性。

电力电容器静态无功补偿设备在配电网络中得到了广泛的应用，投资少，见效快，经济效益显著。

1.无功补偿的作用及其重要性
电力系统是由两个部分组成的。

它的一部分为有电的输出部和无电的输出部。

当没有输出电力时，就会产生一个感应电场，从而为电流系统的电源供电。

在无
功功率不足的情况下，将使全网的无功负荷降低。

而在电网中，如果没有足够的
无功，就会导致整个系统的总功率降低。

由于无功无法进行长距离传输，只能在
消耗区内进行，故需采用现场无功补偿技术，以改善系统的运行性能，减少变压
器和线路损耗，提高设备运行效率。

确保电网电压的稳定性，提高供电质量。

在
远距离输电线路中，通过无功补偿装置，提高了输电能力，提高了系统的稳定性。

所以，对电力系统的无功补偿技术的研究就显得尤为重要。

我国电网存在着严重
的无功负荷和分配不合理等问题。

也就是说，电力系统的损失是由于无功造成的，对目前的电网电压品质有很大的影响，无法达到用户的要求。

为此，本文，主要
探讨了配电网的无功补偿技术。

2.无功补偿技术的原理
用电设备在运行过程中，要吸收电力系统的有功和无功，当电网的无功功率低于
规定时，就不能形成完整的磁场，使电力系统的电压降低，从而使电力系统的运
行变得不稳定。

然而，由于电力系统中存在着大量的电能不足，因此，电力系统
必须采用无功补偿技术来补偿电力系统的运行。

无功补偿技术的工作原理是将电
容负载与感性负载相结合，从而使电容负载与感性负载的电能转化为电容负载[1]。

3.无功功率对配电网的影响
一般情况下，电网的无功损耗主要有两个方面；一是，线路本身在进行传输
时会有自发的损耗；二是，电力系统在运行过程中会损耗电力，一般将其划分为
感性负荷和非线性负荷损耗。

在电力系统中，有几种耗电量较大的设备，当它们
在运行时，往往会产生较大的功率损耗，从而造成电网的电压不稳定和失真。

感
性负荷会对电网产生许多不利的影响，从而导致电网的功率因数下降。

主要表现
在以下几个方面；
(1）对发电机组及输变电设备造成严重的负面影响，使其传输容量、用电设
备利用率下降、发电及输变电费用增大。

(2) 将会增加损失，提高运行费用
(3) 造成电网电压的起伏和失真。

4.无功补偿的基本原则和要求
每一种配电网都必然存在着无功损耗，尤其是在低压配电网中，要按照“分
级补偿、就地平衡”的原则进行无功补偿，使其损失降到最低。

以下是具体的需求；
(1）无功补偿应按阶段进行。

按当地均衡原理进行。

(2）一般采用两种方法进行补偿，即分散补偿和集中补偿。

(3）除了要保证各个节点的电压在一个稳定的水位范围内，还要预留足够的无功裕度。

(4）应符合全局电压稳定的需求。

5.无功补偿的方法
低压个别补偿。

低压集中补偿、高压集中补偿是无功补偿的主要方法。

这三者之间具有一定的区别。

5.1低压个别补偿
在电力装置的操作中，由于采用了电力装置的开关，可以实现对低压的单独补偿，因此，一般不会发生无功的倒相。

它的主要功能是对励磁无功进行补偿，并与电动机同步进行控制和保护。

5.2低压集中补偿
低压集中补偿装置具有线路简单、维修方便、可现场实现无功平衡等优点，十分经济，是目前常用的一种补偿方式。

它是由无功补偿投切装置来实现的。

5.3高压集中补偿
集中式高压补偿方案投资少，便于集中维护，但其适用范围很小，仅能对
6~10 kV的母线进行补偿，所以多用于大中型企业[2]。

6.无功补偿装置的分类
按其适用范围，可将其分为两类；负载补偿和线路补偿；根据其特性，可将其划分为电感补偿和电容补偿两大类，按井间电容补偿的方式，可将其分为以下几种；
6.1同步调相机
同步调相机与同步发生器的工作原理相同，他们不会发电，而只会输出无功。

因此，它完全不需要使用原动机，就相当于一个电力网中的同步发电机。

长期以来，电力系统中的调速器是一种非常普遍的无功补偿装置。

随着励磁电流的增大，调相机的电容器无功电流增大，并使励磁电流减小。

6.2并联电容器
并联电容器是目前应用最广泛的一种无功补偿设备，它具有成本低、效率高、安全可靠等优点。

在正常条件下，高、中电压系统中使用的是一个固定的并联式
电容。

在低压配电网中，经常使用自动投切式无功补偿。

自动无功补偿器的结构
多种多样，但是它可以适应大部分负载的情形。

6.3静止无功发生器
静态无功发生器（SVG）通常也被称作高电压动态无功补偿产生设备，是目
前最理想的无功控制方法，具有其他设备难以比拟的优越性。

其主要作用是采用
电容对其进行无功补偿，其功率因数通常在0.85左右。

6.4STATCOM
STATCOM是一种使式全控高速功率电子设备，如 IGBT、 GTO、 SIT等，用
作开关控制无功电流。

6.5跟踪补偿
跟踪补偿它是在轮胎上装上一个能随意替代和随后进行补偿的低电压电容。

伴随补偿系统维护工作量小，补偿能力强，工作灵活可靠，能够对实际的无功负
荷进行动态补偿，但是它的控制和保护设备比较复杂，且投资较大。

6.6随器补偿
随器补偿在配电网络中的变压器低电压端安装一个低电压电容，以弥补无负
载损失。

这种连接方法具有简单、维修方便的特点，对配电变压器进行空载补偿，可大幅度地增加配电变压器的利用率，减少无毒损耗，改善电压品质。

6.7随机补偿
随机补偿是电动机与一个低压电容相连，它与该控制保护设备及马达同步运行。

将此方法用于电动机的运行补偿，可有效地控制无功的峰值负荷，降低系统
的线性损失。

该系统占地面积小，故障率低，补偿适应性强。

7.采用无功补偿技术的优点
(1）根据用电设备的功率因数，可以精确地计算出输电线路所造成的电力损耗，并通过技术改造，使之符合要求，从而达到节能目的。

(2) 对提高电压品质、保证装置安全运行起到了很大的作用。

(3）提高了电力因数，降低了用电设备和电力线路的负荷，降低了用电设备
运行时的余热，延长了用电设备的使用寿命[3]。

结语：
总而言之，在配电网络中采用无功补偿技术，可以使电网的安全得到最大的
保护，从而达到经济的目的。

目前，我国正处在经济发展的黄金时期，对电力资
源的需求越来越大，用电规模越来越大，这给我们带来了很多问题。

但相信随着
时间的推移，将会有更多的人关注无功补偿技术，实现经济、安全、可靠的目标。

参考文献；
[1]郭连奎。

配电网无功补偿技术的应用及效益分析[J]。

现代电力，2003，20(3)；73-75。

[2]李燕，贾新立，江洪，等。

无功补偿在配电网中应用的实验与分析[J]。

电子制作，2020(13)；95-97。

[3] 徐虎，董苏。

城市配电网中无功补偿技术的应用研究[J]。

城市建设
理论研究（电子版），2015(22)；7618-7619。