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配網(wǎng)無功補償問題淺談—北京領(lǐng)步

返回列表來源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時間：2016-04-21分享加入收藏關(guān)注：-

專家講堂3

由于無功補償對電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行具有重要作用，因此無功補償是電力企業(yè)和用戶共同關(guān)注的問題。今天我們就帶大家對無功補償問題進行分析，并對此提出建議。

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(shè)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(cè)或低壓側(cè)均可進行補償。但如果在低壓側(cè)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。

無功補償主要作用
(1)提高電網(wǎng)及負載的功率因數(shù)，設(shè)備設(shè)計容量將降低，投資也能減少。
(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(shè)備潛力。在設(shè)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。

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(yīng)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(jié)合，以分散補償為主;高壓補償與低壓補償相結(jié)合，以低壓補償為主;調(diào)壓與降損相結(jié)合，以降損為主的原則。

隨著配網(wǎng)無功補償技術(shù)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(yīng)用也出現(xiàn)一些問題。

諧波問題
電容器與其他設(shè)備相比有比較大的區(qū)別，就是其具有不同于其他電氣設(shè)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(shè)備配合而構(gòu)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(dān)，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。

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(dān)。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。

投切開關(guān)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在晶閘管功率損耗，需要安裝風(fēng)扇和散熱器來通風(fēng)與散熱，而散熱器會增大裝置的體積，風(fēng)扇則影響裝置的可靠性，且增加能耗。智能低壓復(fù)合開關(guān)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(guān)與磁保持繼電器并接，實現(xiàn)電壓過零導(dǎo)通和電流過零切斷，使復(fù)合開關(guān)在接通和斷開的瞬間具有可控硅開關(guān)的優(yōu)點，而在正常接通期間又具有接觸器開關(guān)無功耗的優(yōu)點。無涌流、觸點不燒結(jié)、能耗小。

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(dǎo)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(cè)集中補償?shù)娜萘繎?yīng)該按照配電變壓器額定容量的8%左右配置。

實施中應(yīng)注意的問題和建議

運行及產(chǎn)品可靠性
對網(wǎng)內(nèi)設(shè)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(shè)備的聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控等功能在實際應(yīng)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(fù)雜、功能越多，維護工作量就越大。因此在產(chǎn)品選配時應(yīng)慎重考慮。低壓補償裝置的可靠性與電容器投切開關(guān)、電容器質(zhì)量、運行工作條件有關(guān)，因此裝置中投切開關(guān)選型和電容器額定電壓選擇是關(guān)鍵，必須高度重視。

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(dān)。為防止三相不平衡系統(tǒng)的無功倒送，應(yīng)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(guān)、學(xué)校等單相負荷多的用戶，應(yīng)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。

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(yīng)掌握用戶負荷性質(zhì)，必要時應(yīng)對補償系統(tǒng)的諧波進行測試，存在諧波但不超標(biāo)可選抗諧波無功補償裝置，而諧波超標(biāo)則應(yīng)治理諧波。電容器耐壓標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(yīng)給予足夠的重視。

結(jié)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(shè)性的節(jié)源降耗的技術(shù)措施。

13年來北京領(lǐng)步始終專注于“諧波干擾危害治理”“高低壓特殊無功補償”兩方面進行辛勤耕耘與技術(shù)積累，專注成就品質(zhì)、質(zhì)量鑄就品牌，為各類諧波治理用戶提供“24小時技術(shù)咨詢”“免費檢測分析”“方案設(shè)計與性價比評估”，了解更多<無功補償>方案，歡迎點擊我們的在線客服進行咨詢，或者直接撥打全國統(tǒng)一服務(wù)熱線400-056-5258，我們期待您的來電！