浅谈无功补偿技术对低压电网功率因数的影响

岳海燕，王婷

（国网山东省电力公司莘县供电公司，山东聊城，252400）

0 前言

电力企业在供电过程中不可避免的会受到一些外部因素的影响，从而导致带电设备出现电能损耗等问题，不仅会造成电力能源的浪费，同时还会对电力系统的供电质量产生一定程度的影响。针对这种情况，电力企业纷纷借助无功补偿技术来应对，无功补偿技术在低压电网中的广泛应用，可以通过对低压电网中功率因数实施的有效补偿，达到提升电力网络电压稳定性与安全性的目的。

1 低压电网功率因数的影响因素

在分析研究低压电网功率因数的影响因素这一问题时，通过对相关文献资料的深入分析，结合电力企业低压电网运行的实际情况，笔者将其总结为以下几个方面：

第一，设备耗用无功功率对低压电网功率因数产生的影响。一般情况下，低压电网中之所以会出现功率因数，主要与低压电网在工作运行过程中会产生相应的无功功率有着直接的关系，为了可以进一步避免出现电力资源大量损耗的问题，需要对其实施必要的无功功率补偿，以此来对电力系统的稳定运行提供有力保障。比如：当有功功率为恒定值的情况时，无功功率的减少会直接导致低压电网中功率因数的提升，而当无功功率为0时，则低压电网的功率会达到1，因此低压电网功率因数和无功功率两者之间存在一定的反比关系。低压电网中耗用无功功率的设备包括电力变压器和异步电动机两种，其工作运行均会对低压电网功率因数产生影响；

第二，供电电压超出规定范围对低压电网功率因数产生的影响。在低压电网运行过程中，如果供电电压超出了规定范围，则会进一步导致电网中功率因数发生变化。从具体情况来看，低压电网供电电压的不规范现象主要包括供电电压低于电网电压标准值和供电电压高于电压标准值两种情况。当电网供电电压低于标准值时，低压电网的功率因数会随之提升，相应的设备运行状态也会受到不同程度的影响，进而导致供电不稳等问题的出现。当电网供电电压高于标准值时，低压电网中的无功功率会得到明显的提升，其上涨范围一般在10%～35%左右[1]。

第三，电网频率出现波动对低压电网功率因数产生的影响。除了上述两种情况会对低压电网功率因数造成影响外，电网频率的波动也会直接影响到低压电网的功率因数。电网频率的波动对于低压电网功率因数产生的影响，主要是因为电网频率波动使得异步电机以及变压器的磁化无功功率发生变化，为了可以有效应对这一问题，需要结合低压电网运行的实际情况，采用一些行之有效同时可以提升低压电网功率因数的措施，而无功补偿技术的应用恰好可以满足这一需求，在保持低压电网无功就地平衡的基础上，实现降损节能。

2 无功补偿技术在低压电网中的应用优势

图1 调压型动态无功补偿装置原理

从当前无功补偿技术在低压电网中应用的实际情况来看，其优势主要在于可以有效降低低压电网中的电能损耗量，在提升低压电网工作运行安全性与稳定性的同时，使其可以更好的满足社会的用电需求，保证电力企业的经济效益与社会效益。通常情况下，低压电网中往往会配置较多的电力设备，这些设备的使用会产生一部分数值较大的无功功率，而低压电网中的功率因数大多保持在0.75左右，如果借助无功补偿技术，则可以将低压电网中的功率因数提高到0.95左右，这就意味着可以直接消除低压电网中接近一半的无功功率，在减少不必要的电力能源消耗以及显著提升电力企业经济效益等方面发挥着不可忽视的积极作用[2]。另一方面，借助无功补偿技术对于进一步激发电力设备自身具备的潜能也具有重要的现实意义，比如低压电网中电力变压器在获得无功补偿后，通过选择更低的容量，可以实现对设备使用资金的有效控制与节约，同时还可以进一步强化用电高峰期低压电网自身的负荷能力，保证低压电网的用电安全。以调压型动态无功补偿装置应用为例，借助虚线框中的是自耦合电压调节器TB，可以改变电容器两端电压的大小，降低附加损耗。

3 无功补偿技术在低压电网中的应用

3.1 无功补偿技术在低压电网中的配置

随着电力行业发展规模的不断扩大和社会用电量的持续增加，低压电网中往往会配置各种具有抗性以及中容性的电力设备，这些电力设备在低压电网中的运行，会进一步提升低压电网中的无功功率，在降低低压电网功率因数的同时，会导致低压电网中电力资源出现不必要的损耗。为了最大程度上保障电力系统运行的安全性与稳定性，需要灵活利用无功补偿技术，借助相应的补偿装置控制电力能源的损耗，在提升低压电网功率因数等方面发挥着积极的作用。通常情况下，无功补偿技术在低压电网中的应用需要遵循以下三个基本原则，即分级补偿原则、就地补偿原则和方便调整原则。在低压电网中配置无功补偿装置时，不仅需要考虑到低压电网中全部因数的调整方式，还要根据电力系统实际的运行情况，对局部因数进行合理的调整，从而使整体与局部两者的功率因数可以达到相互协调的状态，有效预防总功率因数低但是局部功率因数过高的问题，对此需要对集中补偿技术以及分散补偿技术进行科学的把控与应用。

图2 无功补偿装置

3.2 无功补偿技术在低压电网中的应用方式

为了最大程度上保证无功补偿技术在低压电网中的应用效果，首先需要明确无功补偿技术在低压电网中的应用目标，同时在实际的应用过程中，保证无功补偿容量选择的合理性。在低压电网中实施无功补偿，其核心目的在于促进电网中功率因数的提升，以此来达到保障低压电网持续稳定运行的目的。其次，从无功补偿技术在低压电网中应用的实际情况来看，无功补偿技术的应用方式一般分为两种，一种主要是单负荷就地补偿容量选择法，另一种则是多负荷就地补偿容量选择法。

其中单负荷就地补偿容量选择法一般是针对低压电网中经验系数的确认，在此基础上提升实际的功率因数。比如：将电机的容量与级别作为基础依据，通过查询经验系数表的方式，明确相应的经验系数，从而使低压电网中的功率因数得到接近0.96大小的提升。除此之外，借助实验的方式也可以进一步确定相应的功率补偿值，但是这种方式对于测试人员自身的综合素质和专业能力有着较高的要求，所以在实际的无功补偿技术应用过程中大多是以第一种方式为主[3]。不同类型电机的经验系数参考表1。

表1 经验系数表

从多负荷就地补偿容量选择法在低压电网中的应用情况来看，一般是通过对电压电网无功补偿前后功率因数的计算来实现，在明确无功补偿前后电压电网功率因数的基础上，合理确认无功补偿的容量。与单负荷就地补偿容量选择法相比，多负荷就地补偿容量选择法的应用更加便捷，并且最终获得的功率补偿效果也更加显著，但是这种方法在负载变化较大的低压电网中则不适用，因为低压电网的负载变化较大时，可以借助自动投切补偿装置实现高效利用，进而保证低压电网功率因数的自动化补偿与调节。

4 总结

综上所述，随着电力行业的不断快速发展和社会用电量的日益增长，低压电网运行的安全性与稳定性被提出更高的要求，所受到的输配电压力也随之加大。为了有效保证电力企业的供电质量，合理运用无功补偿技术非常关键，通过提升低压电网功率因数的方式，有效避免电力能源损耗问题的出现，从而为电力企业经济效益的提升提供有力的保障。