无功功率补偿在配电网应用探究

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1、无功功率补偿在配电网应用探究　　【摘要】无功补偿是指采用另加无功补偿装置的办法，让无功负荷与无功补偿装置之间进行无功功率交换而不再与电源进行无功功率交换，以提高系统的功率因数，降低能耗，从而大大减少供电线路，改善电网电压质量。本文介绍了配电网无功功率补偿的定义和原理，同时对无功功率补偿的补偿装置与补偿方式进行了阐述。【关键词】无功功率；补偿；配电网1.无功功率补偿的定义和原理无功补偿是指在电网感性负荷中安装并联电容器等容性设备，以补偿感性负荷引起的无功功率，从而减少无功功率在电网中的流动，提高功率因数，改善供电质量

2、。在交流电路中，纯电阻元件中负载电流与电压同相位，纯电感负载中电流滞后电压90°，纯电容负载中电流超前电压90°。也就是说纯电容中电流与纯电感中的电流相位差为180°，可以相互抵消，即当电源向外供电时，感性负载向外释放的能量在两种负荷间相互交换，感性负荷所需要的无功功率就可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，实现了无功功率就地解决，达到补偿的目的。2.无功补偿装置62.1同步发电机。同步发电机除发出有功功率、实现机械能变电能，作为系统的有功功率电源外，同时又是系统最基本的无功功率电源。同步发电机在额定有功功率条件下

3、运行时，所能提供的最大无功功率与发电机的额定功率因数有关。从同步发电机的原理可知，当过激磁时发电机可以发出感性无功功率；而欠激磁时，发电机将要吸收感性无功功率。换句话说，发电机可以作为正或负的无功电源而发挥其作用。2.2同步调相机。同步调相机相当于空载运行的同步电动机。在过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率而起无功电源的作用，能提高系统电压；在欠励磁运行时，它从系统吸取感性无功功率而起无功负荷作用，可降低系统电压。由于实际运行的需要和对稳定性的要求，欠励磁最大容量只有过励磁容量的（50%～65%。装有自动励磁调节

4、装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸取）的无功功率，进行电压调节。特别是有强行励磁装置时，在系统故障情况下，还能调整系统的电压，有利于提高系统的稳定性。但是同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂。它的有功功率损耗较大，在满负荷时约为额定容量的（1.5%～5%，容量越小，百分值越大。小容量的调相机每千伏安容量的投资费用也较大。故同步调相机宜大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。在我国，同步调相机常安装在枢纽变电所，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。2.36静止电容器。静止电容器的结构比

5、较简单，装设容量可大可小，而且既可集中使用，又可分散装设来就地供应无功功率，以降低网络的电能损耗。静止电容器的优点是经济、灵活、损耗低、安装维护方便。为了在运行中调节电容器的功率，可将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入或切除，可控硅投切型电容器补偿装置就可以实现补偿功率的调节。2.4静止补偿器。静止补偿器是近年来发展起来的一种动态无功功率补偿装置。它是将电力电容器与电抗器并联起来使用，电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结合起来，再配以适当的调节装置，就成为能够平滑地改变输出（或吸收）无功功率

6、的静止补偿器。静止补偿器有四种不同类型，即可控饱和电抗器型，自饱和电抗器型，可控硅控制电抗器型，以及可控硅控制电抗器和可控硅投切电容器组合型静止补偿器。电压变化时，静止补偿器能快速地、平滑地调节无功功率，以满足动态无功补偿的需要。与同步调相机比较，运行维护简单，功率损耗较小，能作到分相补偿以适应不平衡的负荷变化，对于冲击负荷也有较强的适应性，在我国电力系统中它将得到日益广泛的应用。3.无功补偿方式63.1变电站集中补偿方式。变电站进行集中补偿的装置包括静止补偿器、同步调相机和并联电容器等。变电站集中补偿的主要目的是

7、补偿主变的无功损耗、保持变电所电压水平以及改善功率因数等。此种补偿方式的优势表现为：第一，可以在电压器容量保持不变的条件下显著提高设备的利用率，提高供电能力；第二，降低变压器、母线以及高压输电线路的有功损耗；第三，在用电负荷变化的时候，可以在一定程度上调节母线电压，使得电压质量得到一定程度的改善，可以通过自动控制装置进行自动补偿；第四，维护方便，便于管理。变电站集中补偿的缺点表现在以下几个方面：首先，此种补偿方式具有一定的局限性，只能补偿补偿点以上线路的无功损耗，补偿点以下线路的无功损耗无法进行补偿；其次，设备投资

8、较大；第三，相当大的投切容量和合闸冲击电流；昀后，补偿时容易产生过电压，导致系统运行不稳定。63.2低压集中补偿方式。在配电变压器380V侧集中补偿是目前国内采用较多的一种无功补偿方式，采用低压并联电容器柜，根据用实际的户负荷水平，安装使用一定数量的电容器进行跟踪补偿，实现就地补偿和就地平衡，降低线损，提高补偿效率。这种补偿的优势表现为：首先，对配电变压器或