无功补偿电气装置在电网中的应用分析

广东欧姆龙电力工程有限公司 王永权

无功补偿电气装置在电网中的应用分析

广东欧姆龙电力工程有限公司 王永权

【摘要】科技的发展使我国电力应用到各个领域起到了推进作用，但是，随之而来的问题也是越来越多，尤其是电网功率的输出控制问题上更为明显。本文根据无功补偿的概念简述、无功补偿的基本原理，详细解析了怎样改善电压的质量以及减少电能的耗费，并对电网中如何采取有效的无功补偿方法进行了探索，希望能提高电能的节约量和电压的质量。

【关键词】无功补偿；电网；应用

随着现代城市化进程的不断加快，城市的建筑设施也越来越多，供电设备连接的地方也越来越远。在城市的用电过程，城市居民的用电量在不断增加，在供电电网中安装无功补偿装置成为了供电企业要首要解决的问题。如果在供电电网中无功功率太大或是功率不足，则会产生供电电压严重不稳的情况，很容易造成供电电网电力不足的问题，；另外，出现供电电压不稳的情况会加快供电机器原件的损坏，造成大规模的停电事故，影响城市居民的用电。在电网中安装无功补偿装置能够有效的提高有功功率的使用率，保证居民和企业的用电安全。

一、无功补偿的概念简介及其基本原理

（一）无功补偿的概念简述

无功补偿是无功功率补偿的简称，它主要是在电网中达到提高功率的作用，减少输送电设备的损坏，提升电网的供电效率，使供电环境得以改善。因此，无功补偿装置是提高电网用电功率的步骤之一，怎样合理安装无功功率补偿装置，是减少电网中电能损耗的有效途径，进而提高电网供电质量；相反的，则会造成大幅度的电压波动，对电网的供电产生不良影响。

（二）无功补偿的基本原理

无功补偿的原理是有电网输出的功率决定的。电网输出的一种功率为有功功率，只是将这一部分功率主要是将电能转化为热能或化学能的过程，并通过做功的方式直接消耗电能；另一种功率叫做无功功率，这一部分功率只是将电能转变为另一种能，并不做功，所以，也就不产生电能的消耗。在城市电网中，有功功率和无功功率都需要功率的平衡，因此，在电网中安装无功功率补偿装置是提高城市电网输电量的重要环节之一。

二、无功补偿装置在电网中的应用

（一）投切开关

投切开关是整个无功功率补偿装置中最容易损坏的部件，是无功功率补偿装置最应该保护的的零件，当前的投切开关主要有接触器式投切开关、晶闸管式投切开关、复合式投切开关这几种。由于随着时代的进步和发展，前两种投切开关的使用性能已经不能满足现代人们的需求，渐渐的不被人们使用了，第三种符复合式的投切开关成为现在无功功率补偿装置中首选的开关。

这种开关在无功功率补偿装置中能够准确的对电网中出现的问题进行反馈，及时的进行投切，例如：出现电压故障、自珍故障时，投切开关会做出相应的反应，还能进行对供电电网进行空载保护、停电保护等并且复合式投切开关具有能耗小的特点，进一步的降低了电能的损耗，保障复合式投切开关的正常运行对整体的电网起到保护作用。

（二）无功补偿控制器

无功功率补偿控制器相当于人的大脑，他在无功补偿装置中扮演指挥者的角色。在电网供电过程中，控制器通过对电网中的电压和电流进行检测，并实时采集电压与电流的数据，通过无功功率补偿装置的中央处理系统进行运算，运算结束之后以最快的速度反映给投切开关，并加以控制开关的张合，让开关在合适的时间投切，避免因为电流不稳或电压问题对电容器组造成器件损坏，间接的影响电网中无功功率补偿装置的工作效率。

无功补偿的控制开关类型是多种多样的，为了确保控制器在电网中能够正常的监测、采集、通信等方面的数据，对电网的供电质量起到保护作用。因此，在挑选控制器时候要注意的有：控制器的时间必须准确无误；在试用产品的过程中要观看TV变比是否出现差错；通信的频段是否稳定；对于投切值的设置是否正确；对电网中电器的保护条件是否限制准确，符合以上条件的控制开关，能够对无功功率补偿装置的长久使用起到保护作用。

（三）补偿所用的电容器

电容器是无功补偿装置中的重要组成部分，为了让无功补偿装置可以长期使用和运行，就必须使用质量良好的电容器。在电容器与电力系统接通后，一般都是在满载的状态下运行，一旦遇到电压不稳或者是频率产生波动，荷载才会发生变动。因此，在选择无功补偿电容器的时候，要遵循以下几点要求：

第一，投切开关的电流与电容器的电流要保持一致，避免出现由于额定电流出现差异导致的设备损坏，影响无功功率装置的正常运行。

第二，电容器的连接线要保证能够承受住额定电流的需要，以保证投切开关和电容器正常工作，减少发生停电意外的几率。

第三，无功功率装置与电容器的连接线要保证固定完整，连接牢固，检查电线是否有其它电线粘连，防止短路现象出现，缩短电容器的使用寿命，对电网的输供电产生影响。

三、无功补偿装置在电网中的作用

在现在的电网中合理的加入无功功率补偿装置，进行电网的无功功率补偿，对改善电网中的电压质量，减少电能损耗、提高电力的输出，减少设备的损坏，减低用电户的电费具有重要作用。

（一）改善电压质量

合理的安装无功功率补偿装置在电网之中的位置，能够提高电网供电电压的质量，起到稳定电压，保护供电网线路不被损坏并且能够正常输电；另外，电压质量的提高，还能够对整个供电设备起到保护的作用，延长供电设备的使用寿命，增加电网供电的可靠性和安全性

（二）减少电能损耗

在电网中，当有功功率恒定的时候，电流与功率因数是成反比的，安装上无功功率补偿装置之后，功率因数得到显著提高，使电流减少，能在一定程度上降低投资成本，对供电企业的经济效益产生直接的影响，说明无功功率补偿装置在电网中的安装是非常有必要的。

（三）提高变压器的出力

在电网中安装无功功率补偿装置，能够对供电设备起到保护作用，主要体现在以下几方面：

其一，发电机可以减少无用功的发功功率，多做有用功，提高供电设备的出力；其二，供电设备在发功的时候，有用的功是一定的，经过无功功率补偿装置的补偿作用，减少了供电设备所发的无用功率，压缩了变压器的容量，进而节约了成本；其三，因为变压器的容量恒定，变压器就可以更多的发出有功功率。

（四）减低用电户的电费

在用电量比较大的地方，无功功率补偿装置能够把用电户损耗的有功功率转化为无功功率，以此减低电能的损耗；降低用电户用电过程中因为电力因数不足而受到电力部门的处罚。以此避免用户用电量的大规模增加，既浪费了电能又增加了日常的电费支出。

四、结束语

在城市电网中使用无功功率补偿装置，能够有效的提高用户的用电质量。对于企业来说，无功功率补偿装置是企业降低电能的损耗、节约能源，减少用电成本、提高企业经济效益的重要举措，用电量大的企业应该大力推广无功功率补偿装置在企业中的应用范围；对于城市中的供电企业来说，用户方面反馈回来用电功率因数的大小，将直接性的影响电网功率的使用耗费和电能浪费，电能损耗数据间接的会影响到整个地区的供电质量。为此，要合理的在电网中安装无功功率补偿装置，以期达到节省电能，保证供电质量的目的。

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