优化无功补偿降低电能损耗的方法与途径

径

摘要：作为一项专门调节电网无功功率分布的技术措施，无功功率补偿能够有效提高电力系统的电压水平，减小网络损耗以及改善电力系统动态性能，为保障现代电力系统的正常、安全和高效运转起着十分重要的作用。本文简单概叙了无功功率补偿的概念及原理，并给出了一些无功功率补偿减低电能损耗的实施措施，以供同仁参考。

关键词：无功补偿；电能损耗；方法与途径 前言

随着社会经济的不断发展，人们对电力的需求日益增长，使得用电负荷不断增加，导致配电网络中的电源点也随之大幅增加，其结果是不仅改变了配电系统的网络结构，也造成了系统无功分布的不尽合理，甚至可能使得局部地区无功严重不足、供电质量普遍下降的情况发生。基于此，对无功功率补偿在降低电能损耗上的运用策略进行研究，具有重要的现实意义。

1 无功补偿的概念

无功功率补偿概叙所谓无功功率补偿，是指一项通过在电力系统中变电所或者直接在电能用户变电所装设无功功率电源，改变电力系统中无功功率的流动，从而提高电力系统的电压水平，减小网络损耗以及改善电力系统动态性能的技术措施。无功功率补偿的基本原理是将具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能力，能量在两种负荷之间相互交换。这样一来，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，图一为其原理图。当前，电力系统运行过程中普遍存在电网损坏、能耗增多及运行受阻等问

题，合理有效运用无功功率补偿，能够提高系统的无功功率，升高系统的电压，从而降低系统的电能损耗。

2 优化无功补偿的好处

进行无功补偿能有效提高低压配网的功率因数，降低电网的无功损耗，有效降低用电企业的用电量。据相关统计，在功率因数在0.75左右时，无功功率的消耗占有功消耗的百分之七十五左右，而当采用无功补偿将功率因数提升到0.95时，会将无功消耗降到以前的一半以上，大大降低了企业的用电费用，大大提高了企业的效益。如果对用电设备进行无功补偿能有效提高该设备的功率因数，有效降低其无功损耗，降低对电能的消耗量。同时提高用电设备的功率因数有助于进一步提高该设备的有效电流量，能进一步发挥该设备的潜力。对变压器进行无功补偿后，在进行变压器容量选择时就可以选择容量较低的变压器，给供电企业节省大量资金。

具体地说，电力用户安装无功补偿装置的好处有： （1）实行力率收费，可减少电费支出。

力率电费是指电力用户感性负载无功消耗量过大，造成功率因数低于国家标准，从而按电费额的百分比追收的电费（详见功率因数调整电费表）。

高压计量的用户：

力率电费＝（电度电费+基本电费）×罚款比例 奖励电费＝（电度电费+基本电费）×奖励比例 低压计量的用户：

力率电费＝电度电费×罚款比例 奖励电费＝电度电费×奖励比例

电度电费是指动力电费，不包括照明电费，照明是不收力率电费的。对于低压计量的用户电度电费中还包括线损电费和变压器的有功损失电费。高压计量的

用户当变压器的容量超过315KVA时收基本电费，基本电费是按变压器的容量来收取的。

（2）减少了电能损失。

因为ΔP与功率因数的平方成反比，如果用户的功率因数从0.7提高到0.95，功率损失可减少46%，如果功率因数从0.7提高到0.90，则功率损失可减少40%，效果是明显的，因此，提高用户功率因数是节约电能的重大措施。

（3）可选用较小容量的变压器。

功率因数提高后，S值相应下降，可选用较小容量的变压器，减少变压器的一次性投资、增容时的贴费和支付给电业部门按变压器容量收取的基本电费；从另一方面说，如果设备输送容量一定，功率因数提高，输送的有功功率将增加。

3 无功功率补偿降低电能损耗的措施

基于无功功率补偿的降低原理，在电力系统的实际运行过程中，电力工作人员通常采取以下补偿方式来降低电能损耗。

3.1 并联电容器补偿使用并联电力电容器，有助于提高系统电压，降低能耗；有助于提高功率因数，减少电压损耗。具体补偿过程为：通过低压电容器对低压部分的无功进行补偿，通过高压电容器对高压部分的无功进行补偿，从而达到降低电能损耗的目的。

3.2 集中补偿为了有效降低电能损耗，达到节电、节能的显著效果，对于变电站集中装设较大容量的补偿电容器，通常采取集中式的补偿方式。首先，应根据补偿主变对无功容量的需求选择恰当的补偿方式。其次，应综合考虑供电区内的配电线路、无功潮流与用户的实际无功补偿水平等具体因素，确定适宜的无功补偿容量，防止因过容量而造成的电网电压升高，最终损坏电容器。最后，应根据主变容量的实际情况来确定变电站的容量，这样有助于自动投切，提高利用率的同时，还便于维护，有效降低电能损耗。

3.3 分配补偿对于存在高自动化流水线、工业生产机械化与大容量机组的场所，尤其是配电变压器与用户的用电设备，往往适宜于分散补偿的方式。当各用户间的距离主变比较远时，可将分散补偿装置装设于供电末端，同时与用户端的低压补偿有机结合在一起，这样就能很大程度降低线损，并帮助提升末端电压，从而达到降低电能损耗的目的。

3.4 就地补偿作为一种经济、见效快的补偿方式，就地补偿方式通常适用于那些负荷较为平稳、容量较大且常被使用的用电设备的无功功率，如大型电机或较大功率用电设备。在就地补偿中，将电容器与用电设备直接连接起来，二者中间加入熔断器保护，无论是投入还是切除，二者都是一起。这样就能实现最为方便的无功自动补偿，降低电能损耗，推动电网的经济运行。

4 在电网无功管理方面的建议

无功功率的产生将大大降低主网的功率因数，这会带来无功电流的大大增加，进一步提高了主网的线损，因此对主网采取更有效的无功管理非常必要。

首先我们应该做好对电网无功情况的监测工作，这是开展进一步无功管理的基础。因为电网用电情况波动很大，如果采用人工监测法，将造成无功管理工作的不及时性，大大降低无功管理的质量。我们应该利用远程监测系统，它可以将各线路的实际工作情况及时反馈给管理人员，以便管理人员及时采取针对措施。

无功功率的产生是由于电网中存在抗性用电设备造成的，过多的抗性设备将直接造成主网功率因数的降低，我们可以根据电网的实际工作情况，在功率因数降低时及时在主网中投入反抗性质的无功补偿设备，它们可以有效提高主网的功率因数。目前自动无功补偿设备，被越来越多的使用，它们可以根据主网实际无功情况，进行无功功率的自动补偿，它们大大提高了功率因数的补偿效率，可以将主网功率因数稳定在比较高的区间。

5 选择和安装无功补偿装置应注意的问题

一是要优化补偿方式，实行多级分组补偿。由于补偿电容器的容量和安装位置的不同，对无功补偿的降损效果、调压程度以及装设电容器本身的经济效果也各不相同。

二是10KV线路采用杆上无功优化补偿时必须结合实际工程要求来进行，补偿点不宜多。

三是无功补偿位置应尽量选择在负荷的中心，以取得最优的就地补偿效果，减少无功潮流在配电网中的长距离传输，达到经济运行的最终目的。

结语

随着我国经济的飞速发展，我国电能消耗速度越来越快，这将造成每天有更多的煤被燃烧掉，不仅会带来能源紧张问题，还会加重我国空气污染问题，因此节能降耗是供电企业未来发展面对的重大问题。电网线损会造成大量电能的白白浪费，企业应该提高对降损重要性的认识，学会采取各种有效措施，做好电网的降损工作，尤其应该在无功管理上下大功夫，只有这样才能真正做好降低主网线损工作。

参考文献：

[1] 侯富江.变电一次设计无功补偿设计分析[J].山东工业技术,2018(22):162.

[2] 薛鹏.变电一次设计中无功补偿设计探讨[J].科学技术创新,2018(28):164-165.

[3] 武腾飞.电气自动化中无功补偿技术的应用探讨[J].科学技术创新,2018(25):164-165.