低压供电系统无功补偿技术探析

低压供电系统无功补偿技术探析

摘要：随着我国国民经济持续稳定的发展，工业各个部门的技术设备和电气设施都不断更新换代，各种大功率设备大量使用，使得低压供电系统无功补偿技术得到应用。本文首先介绍了无功补偿技术的定义、无功补偿技术的发展历史和现状；然后提出低压供电系统中的无功补偿技术对于低压供电的重要意义。最后，提出了进一步优化无功补偿技术的方法以及对低压供电系统中无功补偿技术的具体应用方式进行了分析。

关键词：低压供电系统；无功补偿技术 引言

随着我国经济的快速发展，机械制造自动化程度不断的增多，民用电器的使用率也不断的增多，这也是居民用电及工业用电量呈增长趋向，新增用电负荷中， 整流和变频设备所占的比例不断的增加，无功负荷电流造成了供电系统损耗增加， 怎样通过无功补偿技术的发展降低供电系统的损耗成为整个供电行业的难题，本文对低压供电系统无功补偿技术进行分析与讨论。

一、无功补偿技术的含义

在我国现阶段，随着电路建设的不断推进，电网的系统化及智能化建设日益加快，有关技术措施以及电气设施的运用使得中国电网运转根本落实了无功补充和节约电能。无功补偿是无功功率补偿的简称，在供电系统中发挥着提高电网功率因数、稳定电压减少无功异地传送、减少输送线路与变压器的能耗的作用，对补偿装置进行合理地选择，能够最大程度降低网络损耗，提高电网质量。采用无功补偿技术还可起到节能降耗的效果，从而有效缓解远距离供电中存在的高能耗问题。同时，加强无功补偿技术在远距离输电中的应用，还可以促进电网供电的高效性、安全性、平稳性和节能性。

二、无功补偿技术的意义

在低压供电系统中，运用适当方法对电气设施加以滤波的补偿，同时进行无功功率的补充，对低压供电系统的正常运行起到非常重要的作用。它一方面能够增加路途上的传送效率、控制谐波，另一方面可以稳固线路电压，并且增强产品的品质。下面详细的分析其优点。

1.增加线路传送能力。网络的运送能力按照传送的功率而确定。基于功率的概念，有功率叫做视在功率，而有着同样名称的是无功功率。网路运送路径中视在功率的运送能力已经固定了，当无功功率的大小有所提升，那么有功功率所占的量要下降，导致的结果就是较低的运送效率。这一问题的解决方案在于：经过技术人员在网路的一端采取补充措施，即对无功功率加以补偿，如此就大大减轻了网路运送中一直以来的无功功率带来的重担，提升网路里运送的有功功率所占份额，进而大幅增加运送效率。

2.能够使得网路电压波动较小：运送电能的网路中，电能减损的部分主要有两方面的内容，分别是有功功率在电阻上的压降和无功功率在电感或电容上的压降。通常情况下，在强度较大电网的网路、变压器的等效网路中，电抗将会远远大于电阻。因此无功功率与减损电压的大小关系极为密切，而有功功率与电压减损之间的联系则相对可以忽略不计。所以，无功功率在电压减损中扮演着极为重要的角色。电路里无功补偿设施的选择和装配，也严重影响到网路所供应电能的品质。在配电系统运行的过程中，无功传输可能会导致整个电力系统的电压水平不断的恶化，还会导致整个电力网络线路损坏程度不断的增加。为降低电力系统中这种不利影响，可以考虑在电力系统无功负荷的集中部位加入适量的电容器，并由电容器负责向负荷点进行无功功率的就近提供，可减少低压供电系统所流入的无功补偿量，从而减少电力网络中产生的总压降损失，还可降低电力网络中的线路损坏。

3.增强电能品质。具体来说，电能品质被定位为用公用网路运送到用户方的电力的质量。涉及到的重要参数有：运送到达用户方的电力的电压大小、频率等基本数值能否达标，波度是不是类似于正弦波。在达标的电力下运转，电力设施的功效最佳、效率最佳。最佳情况下的供用网路要用不变的频率和正弦波以及不变的最佳电压，运送电能到客户端。同时，三相交流网路低压供电系统里，三相电压要做到数值大致一样、相位对称，具体来说，电压和电流都要达到这种标准。

三、无功补偿技术的发展历史及现状

从供电补偿方式的发展历程来看，早期无功功率补偿经历了从固定补偿到可变补偿，从动态补偿到静止补偿的发展过程。出现过的补偿方式有并联电容器、同步调相机、静止无功补偿器(SVC)等。

1.并联电容器

并联电容器是电力系统中最早的无功补偿方式。将电力系统中电容器与感性负荷进行并联，从而在电力系统中起到补偿无功功率的作用。并联电容器方式具有经济方便、结构简单等优点；但由于在电力系统中电容器是固定的，因此不能跟踪负荷对无功功率需求的变化，即不能实现对电力系统无功功率的动态补偿。

2.同步调相机

随着我国电力系统的快速发展，要求对供电系统无功功率进行动态补偿，从而产生了同步调相机。同步调相机又称同步补偿机，并联电容器是运行于电动机状态但不带机械负载，只向供电系统提供无功功率的同步电机。在过欠励磁或励磁的情况下，能够分别发出不同大小的容性或感性无功功率，在电力系统中被称为传统的动态无功功率补偿装置。同步调相机在电力系统中作为有源的无功功率补偿装置发挥着至关重要的作用。然而，由于在电力系统同步调相机是旋转电机，运行中的损耗和噪声都相对比较大，电力系统同步调相机运行维护比较复杂，而且电力系统同步调相机响应速度慢，并联电容器难以满足供电系统快速动态补偿

的需求。同时由于电力系统同步调相机经常运行在过励磁状态，损耗也比较大，励磁电流较大，发热比较严重。随着电力电子技术的发展和静止无功补偿器(SVC)被广泛的推广使用，电力系统同步调相机现己很少使用。

3.静止无功补偿装置

20世纪70年代以来，随着电力系统无功补偿技术研究的进一步深入，在电力系统中出现了一种静止无功补偿技术。所谓电力系统静止无功补偿是指用不同的静止开关投切电抗器或电容器，使电力系统静止无功补偿装置具有发出和吸收无功功率的能力，用于提高整个供电系统的稳定系统电压、功率因数、抑制系统振荡等。

在电力系统中所谓的静止开关主要分为两种，即断路器和电力电子开关。用断路器作为接触器，断路器的开关速度较慢，约为10~30s，电力系统中静止无功补偿装置不能快速跟踪负载无功功率的变化，而且投切电容器时常会引起较为严重的冲击涌流和操作过电压，这样不但容易造成接触点烧焊，还有可能使电力系统补偿电容器内部击穿。随着交流无触点开关SCR、GTR、GTO等的出现，将电力系统静止无功补偿装置作为投切开关，其速度可以提高500倍(约为10μs)，对任何系统参数，电力系统无功补偿都可以在一个周波内完成，而且可以进行单相调节。

四、无功补偿技术的发展趋势

在电力系统中，同步调相机，并联电容器人存在很多问题，已经无法满足我国现阶段电力系统无功补偿动态、快速、准确的要求，这些方法必将遭到淘汰。普通断路器操作的电容器和电抗器也在电力系统中被大量的使用，但其中也存在许多不足。如补偿噪声大、速度慢、精度差、投入时有浪涌电流且易产生火花等。针对传统的电力系统无功功率补偿方式中存在的问题，在电力系统中一些新型的智能化无功功率补偿方式逐渐被人们所关注，研究的热点包括:电力有源滤波器、静止无功发生器、无涌流电容投切器、综合潮流控制器等。

结束语

以上种种发展趋势显示了新型无功补偿技术在技术上较传统技术的优势， 同时也对无功补偿技术研究和使用人员提出了更高的要求。要求无功补偿技术人员要不断的充实自己， 才能更好的跟上新型无功补偿技术的发展脚步， 为我国快速发展的工业及居民用电系统提供稳定的供电系统。

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