低压供电系统无功补偿技术分析

低压供电系统无功补偿技术分析

蔡路阳

（重庆市电力公司璧山供电分公司重庆市）

摘要：电能是现代社会的主要能源，是经济发展的核心动力，在生产、生活中占据着重要位置。近些年来，随着中国城市化、工业化发展进程的加快，电力供应压力越来越大，电网传输效率、电力系统稳定性、供电质量面临严峻考验。

新的供电环境下，电气设备使用增多，所需无功功率随之提高，如若不采取相应应对措施，必然会给电网运行增加负担。想要使系统适应新供电要求，采取无功补偿措施，运用新型无功补偿技术抑制谐波，提升供电质量，是目前最为理想的无功补偿技术手段。加强对无功补偿技术的应用势在必行。

关键词：低压供电；供电系统；无功补偿

引言

目前，电网建设正以较快的速度发展，电网的智能化及整体化水平也不断提高，相关设施技术的应用使电网运转的电能节约以及无功补偿得以实现。所谓无功补偿，是指无功功率补偿，在供电系统中具有较大的作用，包括减少变压器与输送线路能耗、确保电压稳定以及提高电网功率因数等。合理选择补偿装置，可使电网能耗有效降低，促进电网质量的提高，无功补偿技术的应用还可达到节能降耗的目的，可使远距离供电能耗较大的问题得到有效解决，该技术的有效应用，对电网供电稳定性及安全性的提升提样具有积极的作用。

一、无功补偿技术的应用价值

在低压供电系统中，采用合理的方式对电气设施进行无功功率的补充，并且施加滤液的补偿，可对低压供电系统的运转产生十分重要的影响。其不仅可促进电网输送效率的提升，使谐波得到控制，而且可以确保线路电压的稳定，保障电网输送的质量。其主要具有三大优势：其一、促进线路输送水平的提高。电网输送过程中，有功率的输送能力保持不变，在无功功率增加时，有功功率将减小，导致电网输送效率降低。对此，工作人员可在电网的一端实施无功功率的补偿，从而提高有功功率所占比例，有效提高电网的输送效率。其二、可使电网电压保持稳定。电网输送的过程中，无功功率在电容或电感上的压降和有功功率在在电阻上的压降是电能损耗的主要内容。在一般情况下，高强度的电网中，电抗将明显大于电阻。所以无功功率和减损电压之间存在密切的关联，而有功功率和减损电压之间则关系不大，系统中无功补偿设施需要合理选择，才能为电网电能品质的提高带来积极的影响。电网运转时，无功传输具有破坏电力用户电压稳定的可能，并且也可能增加电路的损耗。对此，可施加合理的电容器于无功负荷的集中位置，并且电容器向负荷点提供无功功率的补偿，能够使低压供电系统的无功补偿量减少，使电网的总压降损失减少。其三、提高供电质量。供电质量的参考依据包括用户用电的电压、频率以及波度等。这有这些方面符合标准，才表示供电的质量较好。并且，系统供电的电流及电压均要与标准相符。

二、低压供电系统中的无功补偿技术应用

2.1优化低压供电系统的无功补偿

在对低压供电线路进行无功补偿之前，需要设定补偿点，利用动态性的规划、无功均匀分布法和相对分析法等实现操作。例如，在10kV电网操作中，所涉及到的方法包括相对分析法、无功均匀分布法及动态性规划等。实践中应用最多的是无功均匀分布法，运用该种补偿方法时，线路最佳补偿点应选择在线路总长的2/3处，最佳补偿量应为线路中无功总需求量的2/3左右。对于2/3补偿线路中的无功电荷，补偿点的最佳选择应在全线路长的2/3处，在线路的前1/3段，其所需的无功消耗可以通过变电站所来获取，线路中1/3段，无功消耗由电容器产生的无功向前流动提供，末端1/3则由变压器所产生的无功向后流动提供。在此过程中，线路上的无功流动能够降到最低，且有功损耗及电压值最小，可达到理想的无功补偿效果。需要注意的是，无功补偿不可过度，否则会出现向低压供电系统倒输送无功的情况，增加运行电压，严重影响设备的安全运行，增加线路运行损耗，制约节能效果的提升。

2.2低压供电系统使用无功补偿装置的分析

无功补偿技术中的投切方法分为两种，分别是短时投切法和延时投切法。

2.2.1延时投切方法及其优点

常用的静态无功方法是延时投切法，传统接触器反复动作会损害到设备，此种方法的应用，可减少接触器的频繁操作，延长设备寿命，可有效缓解低压供电网的不稳定。延时投切法适合应用于运行时间长且稳定的设备中。无触点的无功补偿装置相较于接触器的投切系统，具有以下优势。

第一，投切方式的先进性。低压供电系统出现感性无功后，无触点补偿装置能快速对感性负载的大小进行判断，并投入与之相匹配的容性无功。接触点补偿因其结构原理的特殊性，需要不断投切才能逐渐贴近系统中的无功。

第二，使用寿命得到延长。接触器是有触点装置的投切开关，投切时会对接触器及电容组等造成很大影响。因此负载波动较大时无法使用，且使用寿命较短。而无触点方式运用了电流的过零切除技术，能够延长使用寿命，投切过程电流不会遭受太大的波动与冲击，也不会破坏任何电气模块。

第三，较短的投切时间以及较高的补偿精度。无触点系统的反应时间在20m/s范围内，负载适应范围大，保证了低压供电系统下的补偿精度，使补偿精度保持在95%以上。

第四，良好的发展前景。有触点的装置存在设备和零件的使用损耗大、负载变化大及污染环境等缺点，无触点系统具有较快的响应时间、良好的补偿结果、及无冲击投切及较长的使用寿命等优点，具备良好的发展前景。

2.2.2瞬时投切方法

日常生活中的非静态方法就是瞬时投切法，这种方法是半导体电力器件和数字技术结合的产物，具备迅速随动特点。一般情况下，控制器能在0.8个周波左右完成采样和计算工作，并在两个周期内发送控制信号。在正常状态下，20m/s左右完成投切容器组的全部动作。这种控制速度及精度机械控制器装置无法实现。在瞬时投切过程中，需要考虑元件的损坏情况，进行投切动作时要尽可能保持电容器内的电压为零，避免涌流损坏电容器和半导体器件。控制信号撤销后，晶闸管触发脉冲随之消失，晶闸管零电流自然关闭。随着技术水平不断的提升，此种技术的性能及质量都得到了提升。但此种无功补偿的投切方式成本较高。

三、结语

低压供电系统是电力系统的重要组成部分，不仅用户多，且分布范围广，保障低压供电系统稳定性和可靠性至关重要。随着电力需求的加大，电网中电气设备越来越多，无功功率需求随着增长，想要保障低压供电系统稳定性和可靠性应加强对无功补偿技术的应用，做好无功补偿优化。

参考文献：

[1]强学斌.基于DSP的矿用静止无功发生器的研究与实现[D].太原：太原理工大学，2014.

[2]张丽艳.基于系统潮流的牵引变电所综合补偿方案研究[D].成都：西南交通大学，2013.

[3]富佳佳.TSC动态调整不平衡电流无功功率补偿技术的研究[D].沈阳：沈阳理工大学，2013.

[4]孔令俊.无功补偿技术在低压配电系统中的应用［J］.中国高新技术企业，2015（04）：66～67．