摘 要：隨著電網的日益發展，其對于有功功率同無功功率的平衡性要求也在不斷提高。本文從無功補償的結構組成、作用及其必要性入手，分別對無功補償容量的確定、無功補償的主要方式及其發展前景進行了探討。

　　關鍵詞：無功補償,容量,方式,發展前景

　　配電網絡不斷發展的同時，用戶對于無功電源等相關的要求也在不斷提高，如何確保有功及無功功率維持平衡是如今擺在不少研究人員面前的重大課題。鑒于此，如何確保配電網絡中無功補償等相關問題的順利解決對于整個電網的節能降損具有十分重要的意義。

　　1 無功補償的概念、結構組成、作用及其必要性分析

　　無功補償主要指的是通過對供電變壓器以及輸送線路中損耗的降低而實現電力系統電網功率因數提高的過程。如今，我國無功補償結構的組成主要包括低壓短路器、隔離開關、功率因數控制器等等，無功補償裝置技術較為先進、裝置性能可靠、便于實施、成本相對較低，且適用性廣、維護較為簡單。

　　通常而言，無功補償的作用即負責實現功率因數的提高，以及設備容量、損耗的降低，以達到供電質量的提高以及穩定電壓的目的。也就是說，無功補償可以有效限制電網中無功功率的傳輸，從而實現線路電壓損耗的大幅度降低，進而實現配電網絡電壓質量的不斷提高。

　　由于無功補償對于電壓穩定性的維持以及運行過程的經濟性等方面都起著相當重要的作用。因而為了確保系統電壓的穩定性，必須確保有功功率與無功功率的平衡性。否則將會對電力系統造成嚴重地影響，不僅導致電壓發生波動，還會大幅降低系統的供電質量，進而帶來巨大經濟損失。因此，對電網系統進行無功補償十分有必要。

　　2 無功補償容量的確定

　　一般來說，無功補償的容量主要是以提高功率因數為目的的。因而進行無功補償容量的確定時，必須注意如下問題：一是防止過補償或欠補償情況的發生，若過補償，則會導致過補償相電壓的升高，進而導致此相的用電設備以及保護元件等由于過電壓而發生損壞。若欠補償則會導致該相回路電流的增大，因而導致線路以及斷路器等相關設備因增加的電流而產生發熱現象，甚至被燒壞。無論是過補償還是欠補償都會給電網的整體運行帶來極大的危害;二是注意適當提高功率因數即可，一般而言，提高至0.95最為科學。選擇無功補償電容器的容量時，應以不同的使用日為依據，以功率因數的改善來實現運行電壓的提高，以及線路損失的降低等條件來進行容量的確定。通常而言，國內外通用的容量選擇方法是以功率因數的改善來進行補償容量的確定，此法明確且簡便。以功率補償圖為依據，可針對其中功率間存在的向量關系而獲得無功補償的容量值，公式如下：

　　Qc=Px(tgψ1-tgψ2)

　　其中，Qc——無功功率，kVar;

　　P——負荷最大月份的有功功率平均值，kW;

　　tgψ1——補償前功率因數角所具有的正切值;

　　tgψ2——補償后功率因數角所具有的正切值。

　　然后通過公式進行計算，所得值進行圖表的繪制，這樣即可查出每一千瓦有功功率以及功率因數，還可查出改善前以及改善后所需要補償的容量值，然后再同負荷最大月份的有功功率平均值相乘，即可求出無功補償的容量值。除此之外，根據經驗還可得到一種十分簡便的算法，即無功補償的容量值通常為20-30%的變壓器額定容量。

　　3 基于用電負荷的無功補償方式分析

　　3.1 住宅等民用建筑無功補償方式分析

　　通常而言，民用建筑中使用較多的是單相負荷，由于空調、照明、家用電器等系統負荷變化的隨機性相對較大，以及住宅運行過程中各用戶用電情況的不均衡性，導致三相不平衡情況相當嚴重。由此看來，住宅等民用建筑的負荷屬于十分典型的三相不平衡負荷。根據目前低壓系統中無功補償的常用做法，即在用戶變壓器的低壓側進行三相電力電容器組的安裝，并以采樣相功率因數的測量值為依據，進行三相電容器組的投切，以達到對三相負載無功功率的集中補償。此方式雖在三相負荷為主的低壓配電系統中應用情況較好，但是，在以單相負荷為主的低壓系統的應用情況并不太理想。這主要是由于無法實現相間無功負荷的平衡性，而且很難通過對各相負載進行調節等方式來將其消除，因此，如通過低壓三相電容器組進行系統的采集而實現無功補償時，通常補償之后的三相功率的因數并不保持一致，如果采樣相的補償效果相對較好，其他兩相則會有欠補償或過補償情況的發生，因而后果相當嚴重。

　　3.2 工業企業中無功補償方式分析

　　通常而言，工業企業中的多數設備屬感性負荷，因而其進行運行的過程中需要進行大量無功功率的吸收，因此，所增加的無功功率將會降低企業供電系統的功率因數，進而導致系統的電壓發生下降，無法實現電氣設備的充分利用，線路損耗的進一步增加，以及供電設備供電能力的進一步降低等情況的發生。因此，采用就地補償以及實現功率因數的提高等對于節能降損都具有十分重要的意義。一般而言，因功率因數低會為線路以及變電設備帶來極大的損失，因此進行補償的過程中必須盡量實現分級的效果，在靠近負載的地方進行電容器的安裝，即所謂高壓集中補償及低壓分散補償相結合的無功補償方式。

　　4 無功補償的意義及其發展前景分析

　　通常而言，在電力系統中進行無功補償的引入是確保系統保持穩定性的有效方式，其因功率因數的提高，因而可獲得顯著的經濟效益，此外還可有效提高設備的利用效率，使系統運行過程中不至于過載，同時，實現了變壓器、線路投資以及電能損耗的大幅度降低，以及線路末端電壓穩定性及其電能質量的提高，確保了產品的質量。

　　對于目前我國低壓系統的無功補償而言，許多地方仍采用落后的調節方式，因而同電網的進一步發展越來越不適應，因此必須不斷應用新型補償技術，對無功補償技術進行不斷完善，在無功補償技術的發展過程中需要重點考慮如下方面的問題：一是合理進行控制目標的選取，控制目標通常是無功電流、功率，電壓以及功率因數等。以具體情況為依據，進行配變容量的挖掘，對于電壓而言不應成為主要的控制目標，可將功率因數作為檢測量，但是在輕載的時候易出現投切振蕩的情況，在重載的時候又會出現補償不充分的情況，若將無功功率作為檢測量，則會導致精度的大大降低。因此，應當盡可能將無功電流作為檢測量，此時對于無功功率的控制效果相對較好。二是實時性等相關問題，隨著自動化水平的不斷提高，電網系統對于無功補償實時性方面的要求也在不斷提高，因此，應當借助于自動化控制等相關設備，實現無功補償及其電壓調節的實時性，實現離線到實時處理方面、就地到全網平衡方面、單獨控制到集中控制等方面的轉變，實現電壓質量及其穩定性的顯著提高，此技術和方案應用前景十分樂觀。三是無功優化方面的問題，通過無功優化可確保全網的電壓都能夠在額定值附近進行運行，因而經濟效益可觀，因而其應用前景也相當廣闊。

　　5 結語

　　低電壓等級的無功補償不僅可以有效地實現節能降損的目的，還是實現經濟效益不斷提高的有效手段，因此應當給予足夠的重視，并對其進行積極地利用。對于供電企業而言，用戶端的功率因數情況同電網功率及其電能的損耗都密切相關，同時還關系著線路電壓損失及其波動，以及整個供電系統的電能質量。因此，通過無功補償方式來提高其功率因數已經成為如今相關研究領域的重要課題之一。

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