淺談無功補償在配網的應用
水利電力
作者：譚達權
摘要：有效的利用無功補償可以達到降損與節能的優良效果。但無功功率的傳輸也可能在電網中產生壓降和能量損失，因此應強調合理利用無功補償技術，盡可能降低無功的不利影響。文章從無功補償的原理出發，論述了無功補償對改善配網電壓質量和降損節電的效果，並對技術運用中已出現的一些問題及解決方法進行探討。
關鍵詞：無功補償；合理利用；配網應用
中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）10-0125-02
無功功率補償是指在電網係統中的變電站或者在用電終端用戶的係統裏增設無功功率電源這樣的一種技術措施。其功能在於穩定電網中無功功率的變動，以提高電壓水平減小傳輸過程中的損耗並提升電網的動態性能。合理的應用無功補償裝置可以顯著的提高電網質量，但不當的使用卻有可能會造成諧波加大、電壓波動等問題。本文主要從幾種不同的補償方案及各方案實施過程中遇到的問題及處理方法來討論如何合理的將無功補償裝置應用於電網係統中。
1 幾種不同的無功補償方式
1.1 高壓集中式補償
高壓集中式補償主要是指在變電站的10千伏母線上架設高電壓的並聯電容裝置，其目的在於通過對空載時無功損耗的補償來降低無功功率所占用變壓器的量，最終得以提升電能的質量。該補償方式主要用到並聯電容器、定頻相機和靜止補償器等裝置。通過記錄輸電網的功率等參數來尋找可提高之處從而提升電網質量及終端變電裝置的無功功率損耗。由於該補償方式將裝置直接連接於變電所的母線，其自身管理及維護十分便利，但對於大型、複雜的配電網絡，其作用十分有限，故主要用於小型的配電網降損中。
1.2 分散式補償
除集中式補償之外，還可采取分散式安裝電容器的方法，補償裝置分別安裝在各條10千伏配電線路上，其原理與集中式相同。由於多增加了補償裝置，其降損效果更為明顯，但成本隨之增大，而且並聯電容器相距變電站較遠，給管理及維護帶來諸多不便。因此，不可一味追求降損而盲目在各條線路上增設裝置。一般來說，需遵從以下幾點要求：第一，補償點宜少不宜多；第二，補償方式從簡；第三，一次補償量需適中，因補償量取決於電容器之數目，補償量越大所需裝置越大，占用杆上空間，可能導致安全的問題；第四，盡量便於管理和維護。
1.3 隨器補償
隨器補償方式是在變壓器的低壓側設置電容器，以補償變壓器的漏磁及空載兩種無功功率。是目前廣泛運用於公用變壓器上的一種補償方式。其補償裝置一般采取自動投切的方法，根據功率等因素來進行自動化處理，有時也以穩定電壓水平位為判斷依據來處理。線路的電壓水平由電網整體的情況來調控，但在電壓出現過高或過低的情況時，其無功投切量無法保證，可能與實際需求偏差較大，此時會出現過補償或欠補償的情形。
1.4 隨機補償
該方式是理論上最有效的補償方式，可最大化達到無功功率的即時平衡。但由於其存在地點分散、管理困難、用電負荷不穩定等種種情況，其實用性較低。特別在管理及維護方麵，要求終端用戶自覺的維護及保養，因此，短期內投入實際運用可能性不大。
1.5 低壓側補償
相比於隨器補償，低壓側補償是將電容裝置設置於低壓母線上，通過自動化控製投切的方式補償低壓設備的無功損耗。該方式隻作為隨器補償及隨機補償之後備方式。
以上五種方式之各有優缺點，應用方麵也稍有不同，若從其有功損耗量來排序，隨機補償最優，隨器補償次之，而低壓側補償又次之。站在經濟及降損效果的角度來看，隨機補償和隨器補償的成本較低，且效果也很好。但若實際大規模投入運用，隨機補償操作難度大，可行性低。因此，當前我國經濟開發區大規模采用的是隨器補償方式，尤其在對整體電網進行改造時充分利用該方式實現無功功率補償。
2 各類補償方式在實際運用中出現的問題及解決方法
隨著無功補償技術的發展，各類補償方式也越來越豐富，最初的靜態補償方式到如今的動態補償、從有觸點到無觸點投切，都積累了一定的經驗。但是在這過程中，也出現了一係列的問題，值得從業者進行總結以避免類似的情況再次出現。