关于低压无功自动补偿对线损的影响探讨

周日炫

摘 要：通过介绍低压无功自动补偿，分析了无功补偿对线损的影响。分析得知，根据低压线路的实际运行情况采取有效的无功补偿，能够减少电能的损耗，保证供电质量。

关键词：电网；用电量；低压无功自动补偿；线损

中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）19-0036-02

随着经济的发展，社会用电量正在不断增加。电能在日常的生产、生活中应用极为广泛，是我国的主要能源之一。由于电力负荷的增长和无功消耗的增加，导致在低压配电网中出现功率因数较低的情况，造成了较大的线路损耗。因此，分析低压无功自动补偿对线损的影响具有重要的现实意义。

1 低压无功自动补偿概述

无功功率是电压质量的重要影响因素之一，其对电网具有一定的危害性，主要表现在以下三方面：①线路损耗。电网中的电流总量是无功电流和有功电流的矢量和，如果无功功率提高，则电流总量也会增加，进而使线路损耗增加。②供电成本。电网中的无功功率与实际功率成正比。因此，当无功功率提高时，发电机、电阻焊和电弧炉等电气设备的容量也会随之提高，这样会提高用电成本。③电压波动。电动机在启动时会形成较大的无功功率，从而使电压出现剧烈波动，这会供电质量产生严重的影响，导致同一电网的其他用户无法正常取电。

电力系统中的元件在输送无功功率时，很难实现两端电压的幅值差，且大部分元件和负载都会消耗大量的无功功率。因此，发电机长距离传输无功功率的方式并不合理，应进行无功补偿，使需要消耗无功功率的区域自身可产生无功功率，这也是解决电压质量问题的实质和核心。实施低压无功自动补偿能减少功率和电压的损失，提高电网运行的稳定性和传输能力，减少变压器损耗，从而提高电力设备的利用率。

2 低压无功自动补偿对线损的影响

在同一线路中的并联具有感性负荷和容性负荷装置，当感性负荷开始释放能量时，容性负荷会吸收能量；反之，感性负荷会吸收容性负荷释放的能量。例如，变压器和电动机等需要的无功功率可以在电容器中得到补偿，使能量得以转换。通过无功自动补偿，能够减少电网的无功功率，从而减少电压损耗，提高电压质量。无功补偿的方式包括集中补偿、分散补偿、高压补偿和低压补偿等。与高压补偿相比，低压无功补偿具有投切灵活的优点，可根据变化的无功电流自动投入或切除电容，从而起到平衡无功功率的效果。

在低压电网中，存在电阻负载和感性负载，且电流滞后于电压。在设置电容器的低压线路时，如果电容器与负荷并联，则电容器电流会在一定程度上抵消掉电感电流，这样可提高功率因数。在公共台区进行低压无功自动补偿能够降低台区变压器和低压线路的功率损耗，从而减少电压损失。要充分发挥低压无功补偿的作用，根据功率因数合理选择无功补偿的容量。此外，低压无功补偿装置可通过用户变动的无功负荷自动投切电容器，从而达到补偿效果。

2.1 智能无功自动补偿装置

智能化的无功自动补偿装置能够实时监测和计算电流、电压、功率、谐波、功率因数、无功和有功等方面的数据，根据“动作最少、补偿最优”的原则，明确电容器的容量，并通过开关控制输出命令。该装置的硬件主要包括转换器、模拟量输出、微处理器、显示器、键盘、电网频率跟踪、通信接口和电容器阵列投切控制器等。

在采集数据时，低压无功自动补偿装置能通过全周傅式算法计算相角、电流和电压幅值，并通过快速开方法进行开平方处理。其中，控制无功补偿系统属于多输入、多输出的闭环系统，会受到控制对象动作次数的约束，因此，只能求得近似值。为了实现电容器最优次数投切和无功补偿，必须合理控制电容器的投切阵列，确保电压合格，并改善传统的无功、电压九域图算法。

目前，由于公共台区变压器并不具备有载调压功能，所以，不需要调整变压器的分接头，其控制指标即是功率因数。在检测功率因数时，如果该数值在持续时间小于下限值，则需要按照实时计算的补偿容量增加电容器阵列；如果该数值持续大于上限值，则应将电容器阵列切除。在投切过程中，为了避免节点抖动和投切震荡，需要注意时间延迟。电容器阵列应采用循环投切的方式，以免投入和切除的电容器不一致，导致投切不均衡。同时，应防止电压对电力用户造成不良影响，可实施动作判断，一旦出现过电压现象，则应强行切除相应电容器阵列的容量。

2.2 低压无功自动补偿方案

在对配网进行无功补偿时，应主要集中在变压器的低压侧，高压侧次之，并将补偿度控制在电容器容量的20%～40%之间。电力企业必须严格根据规定进行无功补偿。对于不在规定范围内的补偿，比如低压自动无功补偿，则应根据低压电网的具体运行情况进行。我们对北台村的低压出线进行了试验，以确定该村的无功补偿方案。该条线路的电能损耗为15%，线路末端的电压较低，仅为190 V，且具有较大无功负荷，功率因数为0.75. 该条线路的长度为500 m，生产用电较多，日常照明负荷较少。由于无法准确地测量负荷，所以，将智能化的自动无功补偿装置安装在了线路的不同位置，以检测低压无功自动补偿对线损的影响。

在试验中，负载较重的位置基本为生产企业。其中，主要消耗无功负荷的设备是电动机，其他消耗均属于生活负荷，包括日光灯、空调负荷和少量的电机等。由于负荷较重区域的功率因数和电压较低，所以采用了分散补偿的方式。无功补偿主要以负荷较大的地区为主，共安装了2台自动无功补偿装置。试验结果表明，低压自动无功补偿通过就地补偿和分散补偿，不仅减少了该地区低压线路的损耗，还降低了变压器和上级线路的损耗。此外我们发现，低压线路越长，则负荷越多、功率因数越低，进行自动无功补偿的减损效果也就越好。此外，由于补偿方式较为简便，通过推算或实测负荷，可以得出负荷的分布情况，这样能准确地实施就地补偿。

3 结束语

参考文献

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[2]孙继敏.低压变配电自动无功补偿装置的控制与应用[J].价值工程，2012（34）：114-115.

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〔编辑：张思楠〕