無功補(bǔ)償在電力電網(wǎng)中的應(yīng)用分析

程靜雅

摘 要：無功補(bǔ)償不僅能提高系統(tǒng)電壓水平，加強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定程度，而且能較大限度的降低線損，同時產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。不僅如此，無功補(bǔ)償在保障電力功率因數(shù)達(dá)到考核指標(biāo)，保障電網(wǎng)供電的正常運(yùn)行方面顯得尤為重要。本文就無功補(bǔ)償在電力電網(wǎng)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行簡要分析。

關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償；效益分析

無功補(bǔ)償在電力網(wǎng)建設(shè)和改造中起著重要作用。它不僅能夠保持網(wǎng)絡(luò)的無功平衡性，提高電壓，而且能夠有效降低網(wǎng)絡(luò)損耗，是降損增效措施的最佳方案。由此可見，做好配電電網(wǎng)無功補(bǔ)償效益分析的研究，對電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)能降損有重要意義。

1、配電網(wǎng)無功補(bǔ)償遇到的具體問題

隨著當(dāng)前配電網(wǎng)無功補(bǔ)償水平的全面發(fā)展，低壓側(cè)無功補(bǔ)償在配電體系中得到全面普及。無功補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償方式由靜態(tài)至動態(tài)，從有觸點(diǎn)到無觸點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中獲得較大成功，但是同時也暴露了很多尚需解決的問題。

1.1 優(yōu)化升級

目前無功補(bǔ)償通常集中在用戶側(cè)，關(guān)注用戶的功率因數(shù)補(bǔ)償。但是，只有從整個電力系統(tǒng)的視野出發(fā)，全面分析所有電網(wǎng)的無功潮流，才能制訂出具體的配電網(wǎng)補(bǔ)償方式、地點(diǎn)以及優(yōu)化容量，從而有效地降低損耗，使用少量資金，發(fā)揮最大效益。

1.2 量測問題

現(xiàn)階段，10kV配電網(wǎng)線路中的負(fù)荷點(diǎn)基本上沒有電能表統(tǒng)計(jì)。由于各地方管理水平、工作人員專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)存在較大差異，因此在進(jìn)行電能表數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時，缺乏準(zhǔn)確性，給配電網(wǎng)無功優(yōu)化的統(tǒng)計(jì)帶來不便，更增加了民眾與電力系統(tǒng)的矛盾。380V終端用戶通常只進(jìn)行了有功電能表的安裝，無法進(jìn)行功率因數(shù)的測量，這是低壓無功補(bǔ)償無法普及的重要因素。

1.3 無功倒送

無功倒送會極大的增加配電網(wǎng)的耗損程度，增加線路壓力，在整個電力系統(tǒng)中是不被被允許的。尤其是通過補(bǔ)償屬于固定電容器的用戶，在負(fù)荷低谷階段多余的無功電流形成無功倒送現(xiàn)象。無功倒送危害極大應(yīng)當(dāng)受到足夠重視。

1.4 諧波

電容器本身具有一定程度的抗諧波能力，但同時也會加大諧波的副作用。尤其當(dāng)諧波處于相對飽和狀態(tài)時，對電容器壽命造成極大影響，更有甚者直接導(dǎo)致電容器損壞。因此，在進(jìn)行無功補(bǔ)償時，需要綜合考量諧波的管束工作，當(dāng)有較嚴(yán)重的諧波干擾時，可以考慮加設(shè)濾波設(shè)備。

2、電力電網(wǎng)中無功補(bǔ)償?shù)氖褂?/p>

無功補(bǔ)償設(shè)備一般是在用戶的負(fù)載點(diǎn)或者配電室進(jìn)行。供電部門采用與用戶進(jìn)行協(xié)商的辦法，鼓勵用戶在用電處安裝無功補(bǔ)償設(shè)備，不僅能減少電費(fèi)支出，還能提高功率因數(shù)，使功率因數(shù)符合考核標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)有關(guān)資料表明，無功功率有近40%浪費(fèi)在變壓器和電線線路上。因此供電部門加強(qiáng)與用戶的溝通，充分做好無功補(bǔ)償設(shè)備的配置工作，保障電力資源的高效利用，從而達(dá)到減少能源浪費(fèi)的目的。

2.1 無功補(bǔ)償設(shè)備的選定

無功補(bǔ)償設(shè)備的選擇原則是：合理布局、就地平衡、全面規(guī)劃，使電力電網(wǎng)的無功補(bǔ)償達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)和社會雙重效益。

2.2 并聯(lián)電容器的無功補(bǔ)償

與電感性負(fù)載并聯(lián)靜電電容器是提高功率因數(shù)最常用的辦法。根據(jù)電壓高低的不同并聯(lián)補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娙萜鲀?nèi)部接線也不同。高壓電容器組一般采用中性點(diǎn)不接地星形。而低壓變壓器組則通常結(jié)成三角形。目前我國使用的補(bǔ)償方式有單獨(dú)就地補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償三種。

3、無功補(bǔ)償?shù)男б娣治?/p>

現(xiàn)代用電企業(yè)，用電設(shè)備數(shù)量龐大、容量大小不等。這些用電設(shè)備在與電力系統(tǒng)連接中，不僅需要電網(wǎng)傳輸功率的有功功率，還需無功功率。例如，自然平均功率因數(shù)通常在0.70～0.85。企業(yè)用電過程中消耗電網(wǎng)的無功功率約占有功功率的60%～90%。當(dāng)功率因數(shù)提高到0.95時，則無功消耗僅占有功消耗的30%。這樣減少了電網(wǎng)無功功率的輸入，從而給用電企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。

（1）減少企業(yè)電費(fèi)開支。對于企業(yè)來說提高功率因數(shù)的經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。在我國的電價制度中，從充分合理利用有限電能出發(fā)，對不同企業(yè)的功率因數(shù)做出不同要求。當(dāng)?shù)陀谝?guī)定的數(shù)值時，需要多收電費(fèi)；當(dāng)高于規(guī)定數(shù)值，則可適當(dāng)減少用電收費(fèi)。因此提高功率因數(shù)對企業(yè)節(jié)約用電開支有重要意義。

（2）提高設(shè)備利用率。對于原有供電設(shè)備來說，在有功功率相同條件下，提高功率因數(shù)，減少負(fù)荷電流，使功率傳輸中所經(jīng)過的開關(guān)、導(dǎo)線、變壓器等供配電設(shè)備的功率儲備相應(yīng)增加，從而滿足增長需要；如果原供電網(wǎng)絡(luò)在過載臨界值徘徊，提高功率因數(shù)，使無功電流減少，系統(tǒng)不至于過載運(yùn)行，有利于原有設(shè)備潛力的發(fā)揮；對于尚處在設(shè)計(jì)階段的新建企業(yè)，則能降低設(shè)備容量，有效減少投資費(fèi)用，并且在一定條件下，改善后的功率因數(shù)可以有效降低變壓器容量。由此可見，使用無功補(bǔ)償不但能夠降低初次投資費(fèi)用，還能降低運(yùn)行后電費(fèi)開支。給工業(yè)電網(wǎng)用戶合理配置無功補(bǔ)償，可提高功率因數(shù)和設(shè)備的出力率，降低電費(fèi)開支，從而獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益，同時也能改善電網(wǎng)的功率因數(shù)和電壓質(zhì)量，提高電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性。

在無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備配置和管理中，堅(jiān)持集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合的原則。對于供電公司而言，分散補(bǔ)償，導(dǎo)致企業(yè)設(shè)備維護(hù)量增大，工作難度也相應(yīng)增加；從實(shí)際出發(fā)分配分散補(bǔ)償?shù)呐渲茫ＷC無功補(bǔ)償后功率因數(shù)達(dá)到審核標(biāo)準(zhǔn)。因此變電站大多采用集中補(bǔ)償和配變就地分散補(bǔ)償相結(jié)合的方式。

能源建設(shè)是我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。在能源建設(shè)的過程中，我國堅(jiān)持貫徹實(shí)施科學(xué)發(fā)展觀，在加強(qiáng)能源開發(fā)的過程中，提高資源的使用效率，以節(jié)能高效為目標(biāo)，減少在使用過程中的能源浪費(fèi)。在電力電網(wǎng)出現(xiàn)大負(fù)荷欠補(bǔ)償條件下，協(xié)調(diào)供電企業(yè)、發(fā)電企業(yè)和用電企業(yè)的關(guān)系，把無功補(bǔ)償工作做好，節(jié)約電能，降低工廠成本，為國家節(jié)約能源消耗，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的快速可持續(xù)發(fā)展。

4、結(jié)語

在電力電網(wǎng)中使用電容器無功補(bǔ)償優(yōu)點(diǎn)明顯。首先，電網(wǎng)中的功率因數(shù)和電壓在任何使用時段內(nèi)均可達(dá)到審核標(biāo)準(zhǔn)；其次，降低電網(wǎng)的有功損耗，科學(xué)合理的節(jié)約電能，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率。使用無功補(bǔ)償，可以促使電力企業(yè)改善電能質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降損，提高輸變電設(shè)備的有功輸出的目的，在電能總量不變的情況下更好地為人民服務(wù)，為社會主義服務(wù)。

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（作者單位：冀中能源峰峰集團(tuán)電業(yè)分公司）