針對電力系統(tǒng)中日益嚴重的電能質(zhì)量問題，闡述進行無功補償?shù)囊饬x，分析了各種無功補償技術(shù)的原理、優(yōu)、缺點以及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用情況，及無功補償有哪些經(jīng)濟效益及社會效益。
近年來，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，電力行業(yè)也得到快速發(fā)展，特別是大范圍的高壓輸電網(wǎng)絡(luò)逐漸形成，負荷的快速增長對無功的需求大幅上升。無功功率并不是無用功率，而是在電能傳輸和轉(zhuǎn)換過程中建立電磁場和提供電網(wǎng)穩(wěn)定不可缺少的功率之一，無功經(jīng)不同的電磁耦合反映不同的電壓等級，同一等級電壓的電網(wǎng)中，電壓高低直接反映本級的無功平衡。無功功率的傳輸不但會產(chǎn)生很大的有功損耗，而且沿傳輸途徑還會產(chǎn)生很大的電壓降落，并使電網(wǎng)的視在功率增加，這將對系統(tǒng)產(chǎn)生以下一系列的負面影響。
（2）電網(wǎng)的無功不足，會導(dǎo)致用戶端的電壓降低，影響正常生產(chǎn)和生活用電，因功率因數(shù)太低用戶要多付電費；反之，如果無功過剩，會造成電網(wǎng)的運行損耗過高。
一、無功補償?shù)脑?/div>
在交流電路中，由電源供給負載率有兩種：一種是有功功率，一種是無功功率。有功功率是保持用電設(shè)備正常運行所需的電功率。無功補償?shù)牡览砭褪菍⑼浑娐分械碾姼须娏髋c電容電流方向互差180～C，可采用一定比例安裝特定的電容元件，實現(xiàn)通過電磁元件中的電路達到相互抵消電流，電流矢量與電壓矢量的夾角縮小，從而能顯著提高電能作功。
無功補償?shù)囊饬x
（1）依據(jù)用電設(shè)備的功率因數(shù)測算輸電線路的電能損失進而進行技術(shù)改造，能及時實現(xiàn)節(jié)電目的。
（2）用無功補償設(shè)備提供相應(yīng)無功功率，提高系統(tǒng)功率因數(shù)，達到降低能耗、改善電壓質(zhì)量，從而使設(shè)備運行穩(wěn)定、減少損耗。
（3）依據(jù)不同的線路及負載情況，動力配線的電力損耗約2%～3%左右，而使用電容增加功率因數(shù)后，能使總電流降低，進而降低供電端與用電端的電力損失。
（4）改善供電品質(zhì)，提高功率因數(shù)，減少負載總電流及電壓降。
（5）改善功率因數(shù)后線路總電流減少，降低機器設(shè)備和線路容量負荷，實現(xiàn)降低溫度、延長設(shè)備壽命。
二、無功補償?shù)目傮w原則
電力網(wǎng)無功功率消耗的狀況得出，各級低壓配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)和輸配電設(shè)備都要消耗一定數(shù)量的無功功率，無功補償設(shè)備的配置按照“分級補償，就地平衡”的原則能最大限度地減少傳輸損耗，提高輸配電設(shè)備的效率。
（1）網(wǎng)路總體平衡與節(jié)局部平衡相結(jié)合，以局部為主。
（2）電力部門總體補償與用戶個體補償相結(jié)合，要盡可能地實現(xiàn)就地補償，就地平衡。
（3）高壓補償與低壓補償相結(jié)合，以低壓補償為主，并做到分散補償、相互補充。
（4）系統(tǒng)的降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主，兼顧調(diào)壓。
三、無功補償通常采用的方法主要有3種。
1.低壓就地無功補償
根據(jù)用電設(shè)備無功的產(chǎn)生量將單臺或多臺低壓電容器組并連用電設(shè)備，通過控制、保護裝置與電機同時投切。從源頭上轉(zhuǎn)化了無功能量，能夠減少大最的線路損耗能量，降低了視在功率；無功補償與用電設(shè)備同進同退；單個設(shè)備、占位小、安裝容易，真實有效地減少大量的視在功率，節(jié)電（節(jié)能）效果顯著，但是一次性投資金額較大，對自動補償控制器的響應(yīng)要求高，不容易測量單機節(jié)電效果。
2.低壓集中、分組無功補償
以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器通過低壓開關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè)，通過低壓母線上的無功負荷直接控制電容器的投切。低壓集中、分組補償，僅能補償無功能量對變壓器的“渦流效應(yīng)”引起的配變利用率過低，在一定程度上提高配變利用率；同時對無功能量起到阻隔作用，防止無功能量闖入上一級電網(wǎng)造成電壓的波動，降低網(wǎng)損。低壓集中無功補償，企業(yè)投資大而收益少，主要起到的是對低壓側(cè)無功的阻隔作用，對上游電網(wǎng)的貢獻大，社會效益大，而企業(yè)節(jié)約電費的收益非常有限。
3.并聯(lián)電容器組
并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的6～lOkV中壓母線上的中壓集中無功補償方式：當用戶遠離變電所或在供電線路的末端，用戶本身又處于一定的高壓負荷時，能減少對電力系統(tǒng)無功消耗，起到一定的補償作用；防止無功能量闖入上一級電網(wǎng)造成電壓的波動，降低網(wǎng)損，保護上游電網(wǎng)。同時便于運行維護，社會效益巨大。
四、無功補償裝置
1.具有飽和電抗器的無功補償裝置
具有飽和電抗器的無功補償裝置分為兩種，即自飽和電抗器和可控飽和電抗器無功補償裝置。具有自飽和電抗器的無功補償裝置是依靠電抗器自身同有的能力來穩(wěn)定電壓，利用鐵心的飽和特性來控制發(fā)出或吸收無功功率的大小。具有飽和電抗器的靜止無功補償裝置目前應(yīng)用的較少，一般只用在超高壓輸電線路中。
2.靜止無功補償裝置
靜止無功補償器由晶閘管所控制投切電抗器和電容器組成，可分為晶閘管控制電抗器和晶閘管投切電容器兩種補償裝置。
（1）晶閘管控制電抗器（TCR）
晶閘管控制電抗器由兩個相互反向并聯(lián)的晶閘管與一個電抗器相串聯(lián)，其三相多接成三角形。這種具有TCR型的補償器反應(yīng)速度快，靈活性大。
（2）品閘管投切電容器（rI1sc）
晶閘管投切電容器是為了解決電容器組頻繁投切的問題而產(chǎn)生的。兩個相互反向并聯(lián)的晶閘管只是將電容器并入電網(wǎng)或從電網(wǎng)中斷開，串聯(lián)的小電抗器用于抑制電容器投入電網(wǎng)運行時可能產(chǎn)生的沖擊電流。TSC補償裝置用于三相電網(wǎng)中，一般負荷對稱網(wǎng)絡(luò)采用星形連接，負荷不對稱網(wǎng)絡(luò)采用三角形連接。3.新型靜止無功發(fā)生器（ASVG）
靜止無功發(fā)生器的主體是一個電壓源型逆變器，由可關(guān)斷品閘管適當?shù)耐〝啵瑢㈦娙莸闹绷麟妷恨D(zhuǎn)換成為與電力系統(tǒng)電壓同步的i相交流電 ，再通過電抗器和變壓器并聯(lián)接入電網(wǎng)。適當控制逆變器的輸出電壓，就可以靈活地改變其運行工況，使其處于容性、感性或零負荷狀態(tài)。靜止無功發(fā)生器響應(yīng)速度快，諧波電流少，而且在系統(tǒng)電壓較低時仍能向系統(tǒng)注入較大的無功。由于ASVC在改善系統(tǒng)電壓質(zhì)量，提高穩(wěn)定性方面具有SVC無法比擬的優(yōu)點，因此ASVG是今后靜止無功補償技術(shù)發(fā)展的方向。
無功補償有哪些經(jīng)濟效益及社會效益
（1）減少線路損耗.就全國講，線路損耗約占據(jù) 12%，其中主要是無功分量引起的損耗，若無功線損降低 50%～60%，一年便可節(jié)電 500 億度左右，相當于半個三峽工程的發(fā)電量.這種不消耗一次能源，便可增大發(fā)電量的工程是絕好的綠色工程.且投資極小，見效快。
（2） 避免罰款.我國電力部及物價局"關(guān)于頒發(fā)《功率因數(shù)調(diào)整電費辦法》通知"中規(guī)定，功率因數(shù)0.94 時，減少電費1.1%，功率因數(shù)0.6 時增加電費15%。
（3）不額外投資，便實現(xiàn)擴容.進行無功補償后，便可提高用電承載率，變壓器可滿負荷運行.例如一臺315KVA的變壓器，COSф=0.6 負荷的變壓器只能提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)189KW的有功功率，不能承受300KW 左右的容量，需購買一臺500KVA 的變壓器替換.將功率因數(shù)由0.6 提高到0.98， 相當于擴大了 63%，既有功由 189KW 提高到 309KW 可基本滿足需要的容量，便節(jié)省了一臺 500KVA 的變壓器，經(jīng)費約三四十萬元。
（4）改善電能質(zhì)量，延長了電器壽命，提高了產(chǎn)品質(zhì)量. 電能質(zhì)量用電壓和頻率二個指標衡量，電壓的穩(wěn)定性取決于無功的平衡.頻率的穩(wěn)定性取決于有功的平衡，而電壓的穩(wěn)定與否又直接影響電器壽命，影響機械加工精度.如果電壓穩(wěn)定性提高 5%僅照明燈（壽命延長 50%）全國一年既可節(jié)約數(shù)億元.至于因電壓不穩(wěn)，供電不足而造成廢品，次品，設(shè)備減壽，停產(chǎn)，停電損失更是難以統(tǒng)計的。
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