岑建福

(佛山顺德供电局，广州顺德528300)

产品与应用

摘要依据用电设备的功率因数，可测算输电线路的电能损失。通过现场技术改造，可使低

于标准要求的功率因数达标，实现节电目的。本文主要针对低压配电网无功补偿过程中出现的问

题提出探讨和解决方法，以作为低压配电网无功补偿提供参考。

关键词：无功补偿；低压配电网；功率因数；电容

D i sc us s on t he R e ac t i ve P ow e r C om pens at i on of L ow-vol t age

D i s t r i but i on N e t w or k

C e n J i anf u

(Fosha n S hunde P ow e r Suppl y B ur eau，Shu nde，G uang don g528300)

A bs t r act T he pow e r fa c t or of equi p m ent can be us ed t o m eas ur e t he l os s of en e rgyi nt r a ns

m i s si onl i nes．B y r efi ni ng t he t echni q ue，w e can l et t he pow e r fa c t or w hi ch i s be l ow t he s t a nda rd ge t

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net w or k．and i nt r oduce se ve ra l com m on sol ut i on．

K ey w or ds：react i ve pow er com pens at i on：l ow-vol t age di st r i but i on net w or k：ow er f act or；pow er

c apac i t or

1引言

无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备(一般为电容)提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。

2无功补偿的原理

电网输出的功率包括两部分，一是有功功率；二是无功功率。直接消耗电能，把电能转变为机械能，热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率；不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率，如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能。电流在电感元件中作功时，电流超前于电压90℃。而电流在电容元件中作功时，电流滞后电压90℃。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180℃。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小，从而提高电能作功的能力，这就是无功补偿的道理。

3无功补偿的合理配置原则

从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局：

(1)总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。

(2)电力部门补偿与用户补偿相结合。在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50％～60％，其余的无功功率消耗在配电网中。因此，为了减少无功功率在网络中的输送，要尽可能地实现就地补偿，就地平衡，所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。

(3)分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。集中补偿，是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿，指在配电网络中分散的负荷区，

2008年第4期电鼍技贰157产品与应用

如配电线路，配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿。集中补偿，主要是补偿主变压器本身的无功损耗，以及减少变电所以上输电线路的无功电力，从而降低供电网络的无功损耗。但不能降低配电网络的无功损耗。因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。所以为了有效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿。所以，低压配电网应以分散补偿为主。

(4)降损与调压相结合，以降损为主。

4无功补偿常遇问题及解决方法

(1)电容器组的频繁投切

造成电容器组的频繁投切一般有两原因：①电压的波动；②电容器组没有设定欠流闭锁。前一原因一般为大家认同，而对于后一原因，很容易被忽略。为什么电容器组没有设定欠流闭锁会导致电容器组的频繁投切。举个例子，我局一商品楼电房，配有800kV A配变和6X2X30kvar电容器组。当配变负载率低于10％的情况下，功率因数为0．88，根据功率因数低于0．92条件要对电容进行投入，2×30kvar电容器组(设计时要求电容器组两组同时投或切)投入后，功率因数表显示过补偿，其实，从公式可以算出：当cos妒=0．88和配变电流为100A(约为配变容量的10％)时，根据公式a革相=U l si n‘p=47kva r，当投入2×30=60kvar电容后，便造成向变压器高压侧反送无功，造成过补偿现象。过补偿后控制器根据投切条件又进行切电容，这样又造成功率因数偏低。如此循环便造成电容器组的频繁投切。解决这个问题，要从三方面考虑：①合理配置电容补偿容量，每组电容器容量不宜过大，最好每组电容器容量按分级配置，尤其以居民负荷为主的配变；②对于带有欠流闭锁功能的控制器，设定欠流闭锁，欠流闭锁要根据配变容量、负荷性质等实际情况设定，勿千篇一律；③对于现运行且没有欠流闭锁功能的控制器，宜把“自动”投切改为“手动”投切。

(2)由于早期安装的电容器组没有过压、欠压保护，0．4kV母线电压高，导致电容器烧毁。对这部分电容器组，需要进行技术改造，增设智能控制器，并设过压、欠压保护。另外可以通过调节配变调压分接开关降低电压。

(3)由于台区的负荷增长，变压器进行了增容，但电容器未有及时增容，致使低压电容器补偿不足使其长期投入运行，没有进行轮换使用，直接降低

58I电峰技玳2008年第4期使用寿命。因此，在改造设计过程中，要考虑电容补偿容量是否满足增容后要求。

(4)旧式的交流接触器，动作次数过多，容易出现机构损坏的情况，不能投切。建议更换成智能复合开关(可控硅)，该开关具有过零投切、无涌流投切、功耗低等优点，能很大程度提高开关可靠性和延长开关寿命。

(5)控制器投切条件设定不当造成该投未投。由于配网管理人员对控制器该类设备缺乏认识，投切条件设定一般由厂家设定以后就投入运行，可能造成定值与实际现场不符，所以在投运以前，一定要做好这方面调试与验收。

5无功补偿的效益

(1)提高设备利用率

对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，负荷电流减少，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要；如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不致于过载运行，从而发挥原有设备的潜力。

(2)降低系统能耗

补偿前后线路传送的有功功率不变，P=I Ucoscp，由于cos妒提高，补偿后的电压踢稍大于补偿前电压U I，为分析问题方便，可认为U2=U l从而导出l l cosl90l=hcos妒2。即11／12=cos‘02／cos伊l，这样线损P 减少的百分数为：A P=(U l11cos妒l—U2hC O S妒2)，当功率因数从0．70～O．85提高到0．95时，由公式可求得有功损耗将降低20％"-'45％。

(3)改善电压质量

以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X，有功和无功为P、Q，则电压损失A U为：△U=(P R+Q X)／U e，从公式可以看出，减少线路无功输送，可以减少线路电压降。

6结论

文中集中探讨了无功补偿技术对低压配电网的影响、无功补偿过程中常见问题及提高功率因数所带来的效益，介绍了无功补偿过程中常见问题及解决方法，以确保补偿技术经济、合理、安全可靠，达到节约电能的目的。下载本文