阐述低压配电系统无功补偿的分析摘要：本文就低压配电系统中常见的无功功率补偿进行介绍，主要包括：无功补偿的原理、延革、目的、具体要求和如何有效实现无功功率补偿等进行了分析。
关键词：低压配电系统；发电厂；输电
中图分类号：tm642+.2
一、工程案例
在审核一个工程项目结算时碰到这样的事项：原设计两台
1250kva配电变压器，设计计算各台变压器电力负荷为876千瓦，设计自然功率因数为0.8,无功补偿后要求达到0.95,各配置两台270千乏电力电容器无功补偿柜；应供电部门的要求，需要将每台增加30千乏，改为补偿容量每台300千乏，办理了现场变更签证，要将已经按照设计图纸订货、进入现场的电容器补偿柜进行现场改装。
二、无功补偿问题的提出
（一）电力系统组成：
1．发电厂：通过燃烧煤炭、石油的热能或水能、核能等为发电机提供动能，从而产生电能。
2．输电线路：各种电压等级的输电线路负责电能的输送。
3．变电所：承担各种电压等级线路控制、电压的变换和分配电能。
4．配电线路和电力用户：配电线路（现在一般是110kv以下电
无功功率补偿 编辑词条分享 ?新知社新浪微博人人网腾讯微博移动说客网易微博开心001天涯MSN ? 1 定义 ? 2 产生和影响 ? 3 作用 ? 4 装置 无功功率指的是交流电路中，电压U与电流I存在一相角差时,电流流过容性电抗(X C)或感性电抗(X L)时所形成的功率分量（分别为）。这种功率在电网中会造成电压降落（感性电抗时）或电压升高（容性电抗时）和焦耳（电阻发热）损失，却不能做出有效的功。因而需要对无功功率进行补偿。合理配置无功补偿（包括在什么地点、用多大容量和采用何种型式）是电力系统规划和设计工作中一项重要内容。在运行中,合理使用无功补偿容量，控制无功功率的流动是电力系统调度的主要工作之一。 在交流电力系统中，发电机在发有功功率的同时也发无功功率，它是主要的无功功率电源；运行中的输电线路，由于线间和线对地间的电容效应也产生部分无功功率,称为线路的充电功率,它和电压的高低、线路的长短以及线路的结构等因素有关。电能的用户（负荷）在需要有功功率 (P)的同时还需要无功功率(Q),其大小和负荷的功率因数有关；有功功率和无功功率在电力系统的输电线路和变压器中流动会产生有功功率损耗(ΔP)和无功功率损耗(ΔQ),也会产生电压降落(ΔU)。 一般情况下，电力系统中发电机所发的无功功率和输电线的充电功率不足以满足负荷的无功需求和系统中无功的损耗，并且为了减少有功损失和电压降落，不希望大量的无功功率在网络中流动，所以在负荷中心需要加装无功功率电源，以实现无功功率的就地供应、分区平衡的原则。 无功补偿可以收到下列的效益：①提高用户的功率因数,从而提高电工设备的利用率;②减少电力网络的有功损耗；③合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力；④在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态性能，提高输电线的输送能力和稳定性；⑤装设静止无功补偿器(SV
0引言 韶钢新一钢供电系统负荷存在多样性，无功功率消耗大，自然功率因数低，谐波大。因此解决好电网的无功功率补偿和谐波治理问题，对于提高炼钢供配电系统电能质量、保证设备安全运行、节能降耗、充分利用电气设备的出力等具有重要的意义。 1无功补偿 1.1无功补偿作用 在炼钢供配电系统中，电动机、变压器等设备是无功功率消耗大户，电力线路、变频器、气体放电电灯、电焊机、空调及其它大多数设备也都是无功功率消耗户。如果所需要的无功功率由外部供电网络经过长距离传送，通常不合理也不可能。如果这些所需要的无功功率不能及时得到补偿，对炼钢供电系统电能质量就会造成严重影响。无功功率补偿作用有：（1）稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。 （2）提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减小功率损耗。 （3）减少线路损失，提高电网的有功传输能力。 （4）降低电网的功率损耗，提高变压器的输出功率及运行经济效益。 （5）降低设备发热，延长设备寿命，改善设备的利用率。 （6）高水平平衡三相的有功功率和无功功率。1.2无功补偿方法及原则 配电网中常用的无功补偿方式包括：在高低压配电线路中分散安装并联电容器组；在配电变压器低压侧和车间配电屏间安装并联电容器以及在单台用电设备附近安装并联电容器(就地补偿)等。目前，常采用的无功补偿方式有就地无功补偿、分散无功补偿和集中无功补偿。就地无功补偿采用电容器直接装于用电设备附近，与其供电回路相并联，常用于低压网络；分散无功补偿常采用高压电容器分组安装于电网的10kV和6kV配电线路的杆架上、公用配电变压器的低压侧、用户各车间的配电母线上，达到提高电网的功率因数、降低供电线路的电流、减少线损的目的；集中无功补偿采用变电站或高压供电电力用户降压变电站母线上的高压电容器组，也包括集中装设于电力用户总配电高低压母线上的电容器组，其优点是有利于控制电压水平，且易于实现自动投切，利用率高，维护方便，能减少配电网、用户变压器及专供线路的无功负荷和电能损耗，但是不能减少电力用户内部各条配电线路的无功负荷和电能损耗。 根据P＝S cosφ，当功率因数cosφ＝1时，有功功率P等于变压器的视在功率S，而当功率因数为0.6～0.7时，如不进行补偿，供电变压器的效率就很难提高，如1000kVA的变压器仅能带600~700kW的有功功率。 供配电系统无功补偿方案的选择 刘火红，陆吉利，李权辉，左文瑞 （宝钢集团广东韶关钢铁有限公司炼钢厂，广东韶关512123） 摘要：介绍无功补偿的作用、方法及原则，分析炼钢供配电系统负荷性质及无功补偿的必要性，并提出各供配电系统的无功补偿方案。 关键词：负荷；无功补偿；功率因数 Selection of Reactive Power Compensation Scheme for Distribution System LIU Huo-hong,LU Ji-li,LI Quan-hui,ZUO Wen-rui (Steel Plant of Guangdong Shaoguan Iron&Steel Co.,LTD of Baosteel Group,Shaoguan512123,China) Abstract:The function,method and principle of reactive power compensation are introduced.The nature of the supply load and distribution system of steel making and the necessity of reactive power compensation are analyzed.The reactive pow-er compensation programs of the power supply and distribution system are proposed. Keywords:load;reactive power compensation;power factor 作者简介：刘火红（1972-），三电主管，电气工程师，从事电 气自动化管理工作。 收稿日期：2013-10-15 电力专栏 89 2014 自动化应用3期
国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则 为进一步加强国家电网公司无功补偿装置的技术管理工作，规范电网无功补偿的配置要求，提高电网的安全、稳定、经济运行水平，国家电网公司在广泛征求公司各有关单位意见的基础上，制定完成了《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》，并于8月24日以国家电网生［2004］435号印发，其全文如下： 国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则 第一章总则 第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。 第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。 第二章无功补偿配置的基本原则 第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。 第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV 电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。 第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。 第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV 及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。
电力系统的无功优化、补偿及无功补偿技术对低压电网功率因数的影响 电气与信息工程学院 自动化13-2 马春野 20131802
电力系统的无功优化、补偿及 无功补偿技术对低压电网功率因数的影响 一前言 随着国民经济的迅速发展，用电量的增加，电网的经济运行日益受到重视。降低网损，提高电力系统输电效率和电力系统运行的经济性是电力系统运行部门面临的实际问题，也是电力系统研究的主要方向之一。特别是随着电力市场的实行，输电公司（电网公司）通过有效的手段，降低网损，提高系统运行的经济性，可给输电公司带来更高的效益和利润。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分。通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿,不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性, 而且可以降低有功网损和无功网损,使电力系统能够安全经济运行。 无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。 二无功优化和补偿的原则和类型 1、无功优化和补偿的原则 在无功优化和无功补偿中，首先要确定合适的补偿点。无功负荷补偿点一般按以下原则进行确定： 1)根据网络结构的特点，选择几个中枢点以实现对其他节点电压的控制； 2)根据无功就地平衡原则，选择无功负荷较大的节点。 3)无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功相互流动，以提高系统运行的经济性。 4)网络中无功补偿度不应低于部颁标准0.7的规定。 2、无功优化和补偿的类型 电力系统的无功补偿不仅包括容性无功功率的补偿而且包括感性无功功率的补偿。在超高压输电线路中(500kV及以上)，由于线路的容性充电功率很大，据统计在500kV 每公里的容性充电功率达1.2Mvar／km。这样就必须对系统进行感性无功功率补偿以抵消线路的容性功率。如实际上，电网在500kV的变电所都进行了感性无功补偿，并联了高压电抗和低压电抗，使无功在500kV电网平衡。
浅析工厂供配电系统无功补偿的益处 文章分析了并联电容器作为无功补偿装置的基本原理以及在工厂供配电系统中的效益和补偿方法，同时介绍了通过选择电气设备和合理运行电气设备来提高自然功率因数的具体节能措施。通过合理选择和运行电气设备以及无功功率补偿提高低压电网和用电设备的功率因数，已成为节电工作的一项重要措施。 标签：无功补偿；节能；有功功率；无功功率；功率因数 前言 我公司是属于典型的机械加工企业，用电设备以电焊机和拖动机床的感应电动机为主，都是感性负载，所以我公司的自然功率因数很低，达不到有关电力设计规程规定：高压供电的工厂，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，达不到要求，必须进行人工补偿。此外，变压器本身也是大感性负载需要消耗较多的无功功率，所以系统无功消耗很大，必须进行人工补偿。下面笔者以并联电容器补偿方式为例进行论述。 1 无功补偿的基本原理 在交流电路中，如果是纯电阻电路，电能都转化成了热能，而在通过纯容性或纯感性负载的时候，并不做功，也就是不消耗电能，即为无功功率。当然实际负载一般都是混合性负载，这样电能在通过负载时，就有一部分电能不做功，就是无功功率，此时的功率因数小于1，为了提高电能的利用率，就要进行无功补偿。 无论是工业负荷还是民用负荷，大多数均为感性。所有电感负载均需要补偿大量的无功功率，提供这些无功功率有两条途径：一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。如果由输电系统提供，则设计输电系统时，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率。由输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而由并联补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低无功损耗，提高系统的传输功率。 S1为功率因数改善前的视在功率；S2为功率因数改善后的视在功率 2 无功补偿的效益 2.1 提高功率因数 2.1.1 基本原理 在交流纯电阻电路中，负载中的电流IR与电压U同相位，纯电感负载中的电流IL滞后于电压90°，而纯电容的电流IC则超前于电压90°，如图所示。可
配电网无功补偿方式 合理的无功补偿点的选择以及补偿容量的确定，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，避免大量无功的远距离传输，从而降低有功网损。而且由于我国配电网长期以来无功缺乏，造成的网损相当大，因此无功功率补偿是降损措施中投资少回收高的有效方案。配电网无功补偿方式常用的有：变电站集中补偿方式、低压集中补偿方式、杆上无功补偿方式和用户终端分散补偿方式。 配电网无功补偿方案 1 变电站集中补偿方式 针对输电网的无功平衡，在变电站进行集中补偿(如图1的方式1)，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要目的是改善输电网的功率因数、提高终端变电所的电压和补偿主变的无功损耗。这些补偿装置一般连接在变电站的10kV母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点。 为了实现变电站的电压控制，通常采用无功补偿装置(一般是并联电容器组)结合变压器有载调压共同调节。通过两者的协调来进行电压/无功控制在国内已经积累了丰富的经验，九区图便是一种变电站电压/无功控制的有效方法。然而操作上还是较为麻烦的，因为由于限值需要随不同运行方式进行相应的调整，甚至在某些区上会产生振荡现象;而且由于实际操作中变压器有载分接头的调节和电容器组的投切次数是有限的，而在九区图没有相应的判断。因此，现行九区图的调节效果还有待进一步改善。 2 低压集中补偿方式 在配电网中，目前国内较普遍采用的无功补偿方式是在配电变压器380V侧进行集中补偿(如图1的方式2)，通常采用微机控制的低压并联电容器柜，容量在几十至几百千乏左右，根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。它主要目的是提高专用变用户的功率因数，实现无功补偿的就地平衡，对配电网和配电变的降损有积极作用，同时也有助于保证该用户的电压水平。这种补偿方式的投资及维护均由专用变用户承担。目前国内各厂家生产的自动补偿装置通常是根据功率因数来进行电容器的自动投切。就这种方案而言，虽然有助于保证用户的电能质量，但对电力系统并不可取。虽然线路电压的波动主要由无功量变化引起，但线路的电压水平往往是由系统情况决定的。当线路电压基准值偏高或偏低时，无功的投切量可能与实际需求相去甚远，易出现无功过补偿或欠补偿。 对配电系统来说，除了专用变之外，还有许多公用变。而面向广大家庭用户及其他小型用户的公用变，由于其通常安装在户外的杆架上，实现低压无功集中补偿则是不现实的：难于维护、控制和管理，且容易造成生产安全隐患。这样，配电网的无功补偿受到了很大地限制。 3 杆上补偿方式 由于配电网中大量存在的公用变压器没有进行低压补偿，使得补偿度受到限制。由此造成很大的无功缺口需要由变电站或发电厂来填，大量的无功沿线传输使得配电网网损仍然居高难下。因此可以采用10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上(或另行架杆)进行无功补偿(如图1的方式3)，以提高配电网功率因数，达到降损升压的目的。但由于杆上安装的并联电容器远离变电站，容易出现保护不易配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境和空间等客观条件限制等问题。因此，杆上无功优化补偿必须结合以下实际工程要求来进行： (1)补偿点宜少，建议一条配电线路上宜采用单点补偿，不宜采用多点补偿; (2)控制方式从简。建议杆上补偿不设分组投切; (3)建议补偿容量不宜过大。补偿容量太大将会导致配电线路在轻载时出现过电压和过补偿现象;另外杆上空间有限，太多数电容器同杆架设，既不安全，也不利于电容器散热; (4)建议保护方式应简化。主要采用熔断器和氧化锌避雷器作简单保护。 显然，杆上无功补偿主要是针对10kV馈线上的公用变所需无功进行补偿，因其具有投资小，回收快，补偿效率较高，便于管理和维护等优点，适合于功率因数较低且负荷较重的
国家标准《静止式动态无功补偿装置功能特性》 征求意见稿编制说明 2005年7月 一、概述 国家标准《静止式无功功率补偿装置(SVC)功能特性导则》被列入了2003年国家标准制修订计划，计划编号为20032411-T-469。完成年限2005年。本标准由国家标准化管理委员会提出；全国电压电流等级和频率标准化技术委员会（以下简称“标委会”）归口并负责起草。 本标准主要起草单位： 本标准主要起草人： 本标准参加起草单位： 本标准参加起草人： 为了保证标准质量，特别邀请西安交通大学夏道止教授、王兆安教授、清华大学陈建业教授、中国电力科学研究院林海雪教授级高工（兼）、全国电力电子学标委会秘书处周观允教授级高工（兼）担任标准编制工作组顾问。 1 标准项目的提出和编制过程 该项目是在全国电压电流等级和频率标委会委员、鞍山荣信电力电子有限公司左强总经理的提议下，于2001年初和《静止式动态无功补偿装置(SVC) 现场试验导则》国家标准项目一起，向国家标准委提出立项申请，2003年底被批准立项的。 2004年第1季度，标委会秘书处研究确定：成立以全国电压电流等级和频率标委会秘书处、全国电力电子学标委会秘书处、中国电力科学研究院、西安领步电能质量研究、鞍山容信电力电子有限公司为主要起草单位的标准编制工作组；随着工作的进一步开展，还将扩展供电、用电、设备及其主要部件制造行业的工程技术人员参加标准编制工作。 根据2004年6月23日国家标准委高新技术部有关“无功补偿装置”国家标准规划及制定工作会议精神，两项《静止式动态无功补偿装置(SVC)》国家标准的制定过程中将积极吸收相关行业和单位的意见。 2004年12月21-23日，于北京召开了主要起草人和顾问工作扩大会议。会议就采用美国IEEE相应标准的基本原则达成以下共识： ——本标准不是等同、也不是修改采用，但鉴于美国IEEE 1303：1994相应标准的框架和技术内容有一定价值，因此在编制我国标准时应作为主要参考文件；关键是要保证国家标准的先进性，提高产品竞争力，技术内容可适当超前以指导科研； ——标准的适用范围要突破美国IEEE相应标准，涵盖输电和配电系统； ——保持立项时的标准名称，暂不改变； ——标准中，对实现产品性能的方法（例如冷却方式）不应强行做推荐性规定； ——该标准在编制过程中，要注意与国家标准《静止式动态无功补偿装置现场试验》的编制工作的密切协调； ——标准内容不应与现行国家标准发生矛盾； ——编制标准时应注意充分研究现正在编制的相关电力行业标准和可控硅阀国家标准。 会议对由西安领步电能质量研究所、鞍山荣信电力电子有限公司分别组织翻译，并聘请有关专家校对的最新IEEE标准进行了集体校对；研究商讨了IEEE 1303：1994各章条的采用程度和增删意见。会议决定由刘军成高级工程师执笔起草、林海雪教授级高工校核本标准的征求意见稿讨论稿，然后提交2005年5月召开的主要起草人会议，供集体讨论修改。
工厂供配电系统无功补偿的作用与收益 1.无功补偿的基本原理 在交流电路中，如果是纯电阻电路，电能都转化成了热能，而在通过纯容性或纯感性负载的时候，并不做功，也就是不消耗电能，即为无功功率。当然实际负载一般都是混合性负载，这样电能在通过负载时，就有一部分电能不做功，就是无功功率，此时的功率因数小于1，为了提高电能的利用率，就要进行无功补偿。 无论是工业负荷还是民用负荷，大多数均为感性。所有电感负载均需要补偿大量的无功功率，提供这些无功功率有两条途径：一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。如果由输电系统提供，则设计输电系统时，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率。由输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而由并联补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低无功损耗，提高系统的传输功率。 S1为功率因数改善前的视在功率；S2为功率因数改善后的视在功率 2.无功补偿的效益 2.1 提高功率因数 2.1.1 基本原理 在交流纯电阻电路中，负载中的电流IR与电压U同相位，纯电感负载中的电流IL滞后于电压90°，而纯电容的电流IC则超前于电压
90°，如图所示。可见，电容中的电流与电感中的电流相差180°，它们能够互相抵消。 电力系统中的负载大部分是感性的，因此总电流I将滞后于电压一个角度φ，如果将并联电容器与负载并联，则电容器的电流IC将抵消一部分电感电流，从而使电感电流IL减小到IL'，总电流从I减小到I'，功率因数将由cosφ提高到cosφ'，这就是并联电容器补偿无功功率提高功率因数的原理（如图2）。 由于电容器与电感性负载并联安装，所以，当电感性负载吸收能量时，正好并联电容器释放能量。而电感性负荷放出能量时，并联电容器却在吸收能量，能量在两者之间转换。即：电感性负载所吸收的无功功率，可由并联电容器所输出的 2.1.2 节省企业电费开支 提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对用电企业的功率因数规定了最低数值（一般规定基数为cosφ=0.9），低于规定的数值，需要罚款多收电费，高于规定的数值，可奖励相应的减少电费。 供电部门在收取电费时，按照行业标准规定：根据每月的实际功率因数，在高于或低于基数0.9时，按照规定的电价计算出当月的电费后，再按照上表所规定的百分数进行奖惩，增减电费。 无功功率的节能对用户来说，就是最大可能的提高功率因数，减少无功计量，把实际功率因数保持在0.95以上，以降低电费。以我公司
浅论配电系统中智能低压无功补偿技术 【摘要】本文对传统无功补偿技术的特点及缺点进行了简要阐述，并对智能无功补偿技术中的投切开关技术和智能无功补偿控制器等做了详细分析。通过采用智能低压无功补偿技术，电网中的电压质量得到显著提高，电能损耗情况得到明显改善，给现代电力行业带来了可观的经济效益。 【关键词】智能电压质量无功补偿投切开关功率因数配电监测 1 引言 在我国，电力行业越来越表现出高电压和大容量的特点。与以前地方性的小电网不同，我国电网系统逐渐形成了大区域联网的形式，由此表现出对先进电网系统节能技术越来越迫切的需求。除此之外，由于当今电力系统都采用大规模和大容量的形式，这就对电力系统自身的稳定性提出了非常高的要求。面对上述电力系统的发展状况，传统的低压无功补偿技术已经无法满足电力行业的要求，现代智能低压无功补偿技术受到了电力行业越来越广泛的认可。智能低压无功补偿系统不仅兼具传统无功补偿技术的特点，还具有对电能综合配电和谐波检测等功能。 2 对传统低压无功补偿技术的特点和缺点分析 传统低压无功补偿技术通常采用无功补偿电容器的形式，这种无功补偿设备在结构上比较简单，便于使用，而且在费用上也有一定优势。但是这种补偿方法也有其自身的缺陷，主要表现为以下几个方面。（1）传统低压无功补偿技术只对单一的信号进行检测，采用三相电容器对三相电源同时补偿。该补偿方法对负载为电动机类的三相负载作用比较明显，然而对负载为家用电器等单相设备而言就会出现补偿不当的情况，因为单相用电设备不需三相电源全补，从而导致欠补或者过补等情况的发生。（2）传统低压无功补偿技术一般将交流接触器作为投切开关。交流接触器在进行投切响应时反应不灵敏，而且接触器进行投切动作时其自身会产生冲击电流，这些冲击电流不仅影响了电网的电能质量，同时也大大降低了接触器的使用寿命，从而造成开关故障的频繁发生，增加了电网维护成本。（3）传统的低压无功补偿技术只对电网电压、电流以及功率因数进行控制，投切开关技术一般采用循环或编码投切方式。这种补偿技术显然考虑的方面比较有限，他不仅无法对系统配电进行有效监测，类似于电压平衡以及区域的无功优化因素会大大影响其对电网的控制效果。 3 智能低压无功补偿技术分析 3.1 对投切开关技术的特性分析 智能低压无功补偿技术的投切开关主要有三种：第一种是以过零触发可控硅为控制单元的开关电路，应用可控硅使得其投切动作非常迅速，并且对电网不产
配电网无功补偿方式的优化选择 发表时间：2011-12-31T10:12:35.030Z 来源：《时代报告》2011年11月下期供稿作者：邹雪莲 [导读] 电力系统无功分布是否合理，关系到电能质量的优劣，还影响电网运行的安全性和经济性。 邹雪莲 （重庆工贸职业技术学院，重庆 408000） 中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：1003-2738（2011）11-0278-01 摘要：本文根据目前配电网中无功补偿的实际情况，简要分析了配电网中无功补偿装置在调节电压、降低电能损耗中所起的作用，提出了配电网中几种无功补偿方式，进行了经济技术优化比较，提出了相应的优化选择方式。 关键词：配电网；无功补偿；优化选择 一、概述 随着国民经济的高速发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增长，电网负荷的不断增加，改变了网络结构和电源分布，造成无功分布的不合理，甚至出现局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。电力系统无功分布是否合理，关系到电能质量的优劣，还影响电网运行的安全性和经济性。合理的无功补偿点的选择以及补偿方式的选择，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性，降低有功网损。因此，解决好配电网络无功补偿的问题，对电网的运行安全和降损节能有着重要的意义。 二、无功补偿的原则 无功补偿的原则：全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡。 1.总体平衡与局部平衡相结合：既要满足全网的总无功平衡，又要满足分线、分站的无功平衡。 2.集中补偿与分散补偿相结合：要求既要在变电站进行大容量集中补偿，又要在配电线路、配电变压器和用电设备处进行分散补偿，目的是做到无功就地平衡，减少其长距离输送。 3.高压补偿与低压补偿相结合：以低压补偿为主，这和分散补偿相辅相成。 4.降损与调压相结合针对线路长，分支多，负荷分散，功率因数低的线路。这种线路最显著的特点是：负荷率低，线路损失大，若对此线路补偿，可明显提高线路的供电能力。 5.供电部门的无功补偿与用户补偿相结合：由于无功消耗大约60%在配电变压器中，其余的消耗在用户的用电设备中，若两者不能很好地配合，可能造成轻载或空载时过补偿，满负荷时欠补偿，使补偿失去了它的实际意义，得不到理想的效果。 三、无功补偿装置在调节电压、降低电能损耗中所起的作用 无功补偿的作用主要有以下几点：提高系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗，稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。 1.功率因数补偿，提高电压质量。 工农业生产的用电设备多为电磁结构，功率因数较低，一般都会低于0.7以下，导致电网电压降低。加装并联电容器补偿装置就近供给用户或配电网所需要的滞相无功功率，减少在配电网中流失的无功功率，降低网损，从而改善电压质量； 2.无功补偿调压，提高电压质量。 变电站10KV母线无功集中补偿，主要是平衡输电网的无功功率，提高系统终端变电站的母线电压，补偿主变和高压线路的无功损耗。变电站10KV母线无功集中补偿容量和投切控制方式应考虑到满足主变自身的无功损耗和就近向配电线路前端输送无功，为主变有载调压维持系统电压稳定提供保障。 四、配电网无功补偿方案及其经济技术优化比较 1.变电站集中补偿方式 针对输电网的无功平衡，在变电站进行集中补偿，补偿装置包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，这些补偿装置一般连接在变电站的10kV母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点。 为了实现变电站的电压控制，通常采用并联电容器组结合变压器有载调压共同调节。利用九区图配合调节来进行电压无功控制，是一种变电站电压无功控制的有效方法。然而操作上较为麻烦，因为由于限值需要随不同运行方式进行相应的调整，会在某些区上产生振荡现象；而且由于实际操作中变压器有载分接头的调节和电容器组的投切次数是有限的，而九区图没有相应的判断。因此，现行九区图的调节效果还有待进一步改善。 2.低压集中补偿方式。 在配电网中，目前国内较普遍采用的无功补偿方式是在配电变压器380V侧进行集中补偿，通常采用微机控制的低压并联电容器柜，根据用户负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿，实现无功补偿的就地平衡，对配电网和配电变的降损有积极作用，同时也有助于保证该用户的电压水平。 3.杆上补偿方式。 采用 10kV户外并联电容器安装在架空线路的杆塔上进行无功补偿，以提高配电网功率因数，达到降损升压的目的。由于杆上安装的并联电容器远离变电站，容易出现保护不易配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境和空间等客观条件限制等问题。因此，杆上无功优化补偿必须结合以下实际工程要求来进行：补偿点宜少、杆上补偿不设分组投切、补偿容量不宜过大、保护方式应简化。 杆上无功补偿主要是针对10kV馈线上的公用变所需无功进行补偿，因其具有投资小，回收快，补偿效率较高，便于管理和维护等优点，适合于功率因数较低且负荷较重的长配电线路，但是因负荷经常波动而该补偿方式是长期固定补偿，故其适应能力较差，应积极开发应用电容器组能自动投切的杆上无功补偿技术。 4.用户终端分散补偿方式。 直接对用户末端进行无功补偿，将最恰当地降低配电网的损耗和维持配电网的电压水平的有效措施。对于企业和厂矿中的电动机，应
《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》 第一章总则 第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。 第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。 第二章无功补偿配置的基本原则 第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV 及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。 第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。 第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。 第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。 第八条35kV及以上电压等级的变电站，主变压器高压侧应具备双向有功功率和无功功
浅析配电网无功补偿技术 【摘要】运用合理的无功补偿技术不仅能提高电网输送电能效率和设备利用率，还可以提高供电系统的电压质量。本文介绍了无功补偿的作用及其重要性，着重介绍了配电网无功补偿技术的演变过程和优化后的补偿方案，以便读者对配电网无功补偿技术的演变有全面的了解，更好地指导配电网的安全、经济运行。 【关键词】配电网；无功补偿；可靠性；方案优化 1 配电网无功补偿的作用及其重要性分析 电力系统传输有功功率和无功功率，其中无功功率虽然不对外部做功，但它可以形成感应电磁场，进而为电力系统变压器等感性器件提供正常工作必须的能量，因此，无功功率是电力系统中不可缺少的一部分。然而，电力系统中大多数元器件和负荷都要消耗无功功率，一旦无功电功率短缺将占据在电力系统无功功率，降低电网的功率因数，引起电力系统中其他器件输出功率降低，同时增加线损，降低供电系统的电压质量。无功功率不宜长距离传输。因此，必须在消耗无功功率的地方产生无功功率，即采用就地无功补偿技术。由于该项技术可以提高系统功率因数，减少变压器等设备和线路的损耗，进而使设备利用率提高，同时也能够使电网电压得到稳定并且还提高供电系统的电压质量。在长距离输电线路中安装无功补偿设施还可以提高输电能力和线路稳定性。因此，研究无功补偿技术具有重要性意义。据调查统计，我国电力系统中配电网无功功率不足或分布不合理的问题最为突出，大部分配电设备的自然功率因素约为0.7，也就是说配电网的电能损耗约有50% 是无功功率不足引起的，严重影响了配电网电压质量，用户对电能质量的需求很难得到满足。因此，在配电网中无功补偿技术的研究是非常重要的。 2 配电网曾经采用的无功补偿技术介绍 2.1 主要以纯电容器补偿形式为主 电容器较为脆弱，容易受到外部因素的影响。由于电网中大量谐波的存在，在无功补偿时若都以纯电容补偿方式，容易导致谐波电流放大，从而破坏配电网投切开关、补偿电容器和其他电气设备的相关元器件。 2.2 以接触器作为投切开关的方式为主 接触器运用于投切开关时，响应时间往往非常长。在用电设备上无功变化很快，或有冲击载荷的分布网络中，无法有效地实现跟踪补偿。因为电容器投入运行时会有涌流现象，所以电容器被切除时容易产生过电压，电容器再次投入运行前必须将电容器进行完全的放电。
福州大学 本科生毕业设计（论文）文献综述 题目：电网电容式无功补偿器的系统设计 姓名： 学号： 系别：电气工程系 专业：电气工程及其自动化 年级： 2008级 指导教师： 年月日
文献综述 引言 进入21世纪伴随着国家经济的高速发展，国家电力工业的任务也更加艰巨，伴随着经济的发展我国的电力行业也在与时俱进。由于工业的发展现代电网中的无功损耗也急剧增大，使电网电能质量恶化，同时也加重了线路和变压器的负担和损耗。如今国家正在倡导节能减排，因此电网中的无功补偿问题越来越引起学者们的关注。无论是在工业负载还是生活负载中，阻感负载都占有很大的比例，比如变压器、异步电动机和很多的家用电器都是阻感性负载。这些负荷的自然功率因数都比较小，它们所消耗的无功功率在电力系统传输的的电量中占有很高的比例。如果能够减小线路中的无功功率就能够提高电能的传输效率。 公共电网中的电能品质己经得到人们越来越多的认识和重视。对电网影响严重的工厂配电网及电能质量的治理必将会带来显着的效果和影响。本设计的无功补偿的主要作用是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗、稳定电压、提高供电质量,在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力,平衡三相负载的有功和无功功率等。 无功电流补偿实现手段正趋于与电力电子技术的结合。结合方式有三种:一是为投切电容器的开关;二是作为无功输出的调节开关;三是引入电力电子变流技术,将变流器作为无功电源,以补偿无功。目前在我国广泛使用的以SVC 为代表的传统的无功补偿装置,国内外对SVC 的研究集中在控制策略上,模糊控制、人工神经网络、和专家系统等智能控制手段也被引入SVC 控制系统,使用SVC 系统的性能更加提高。但是由于无功补偿新技术与新装置,即SVG等的突出优点,使得无功补偿技术未来发展的方向主要以电力电子及其逆变技术为核心开发出的性能更为优越的装置。 无功补偿和谐波抑制始终有着密切的关系,两者的技术发展与进步是相互协调的。有源滤波器可以克服无源滤波器在实际运行中补偿特性易受电网阻抗变化和运行状态影响,与系统发生谐波放大甚至并联谐振的缺陷。若将无源滤波器和有源滤波器相结合构成混合滤波器,相互取长补短,兼有两种滤波器优点,这种方案是谐波抑制方案研究的热点。更为积极的方法是单位功率因数变流器,它是不产生谐波且功率因数为 1 的新型变流器,它将有力地推动无功补偿和谐波抑制新技术的进步,前景十分广阔。
配电系统无功补偿技术分析 发表时间：2018-07-06T10:51:15.743Z 来源：《电力设备》2018年第8期作者：何业波 [导读] 摘要：随着人们对配网建设的重视和无功补偿技术的发展，配电网的无功补偿技术问题得到了较好的解决。 （国网安徽省电力有限公司和县供电公司安徽马鞍山 238200） 摘要：随着人们对配网建设的重视和无功补偿技术的发展，配电网的无功补偿技术问题得到了较好的解决。本文从降低网损和提高供电质量的角度出发，探讨了无功补偿的作用及几种补偿方式，重点分析了配电无功补偿方法、配置技术和经济效益，对配电网无功补偿工作有积极的促进作用。 关键词：配电系统；无功补偿；补偿技术 1.无功补偿的合理配置原则 从电网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一部分的无功功率，尤以配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输 配电设备的效率，无功补偿设备的配置应按照“分级补偿，就地平衡”的原则合理布局。 （1）总体平衡与局部平衡相结合，以局部平衡为主。首先要满足整个县局电网的无功电力平衡，其次要满足变电所、10kV配电线路的无功电力平衡。如果无功电源的布局、补偿容量和补偿位置选择不合理，局部地区的无功电力不能就地平衡，就会造成不同分区之间无功电力的长途输送和交换，使电网的功率损耗和电能损耗增加。因此，在规划过程中，要在总平衡的基础上，研究各个局部的补偿方案，求得最优化的组合，才能达到最佳的补偿效果。 （2）电力部门补偿与用户补偿相结合。在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%～60%，其余的无功功率消耗在配电网中。因此，为了减少无功功率在网络中的输送，要尽可能地实现就地补偿，由电力部门和用户共同进行补偿。 （3）分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。集中补偿是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿，指在配电网络中分散的负荷区，如配电线路、配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿。集中补偿主要是补偿主变压器本身的无功损耗，以及减少变电所以上输电线路的无功电力，从而降低供电网络的无功损耗，但不能降低配电网络的无功损耗。因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。为了有效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿，中、低压配电网应以分散补偿为主。 （4）降损与调压相结合，以降损为主。利用并联电容器进行无功补偿，其主要目的是为了达到无功电力就地平衡，减小网络中的无功损耗，以降低线损。同时也可以利用电容器的分组投切，对电压进行适当的调整，这是补偿的辅助目的。在一般情况下，以降损为主，调压为辅。 2.电力无功补偿技术 2.1电力负荷的功率因数 功率因数是指电力网中通过线路、变压器的视在功率供给有功功率所占百分数。在电力网的运行中，希望功率因数越大越好，如能做到这一点，则通过电力设备的视在功率将大部分用来供给有功功率，以减少无功功率的传输，减少有功功率损耗。适当提高用户的功率因数，可以充分发挥供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量。 影响功率因数的主要因素：首先我们知道功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中，除消耗有功功率外，还需要无功功率。当有功功率P一定时，如减少无功功率Q，则功率因数便能够提高。在极端情况下，当Q为零时，则其功率因数为1。因此，提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。 2.2并联电容器补偿无功功率的作用及方法 电力电容器作为补偿装置有两种方法：串联补偿和并联补偿。串联补偿是把电容器直接串联到高压输电线路上，以改善输电线路参数，降低电压损失，提高其输送能力，降低线路损耗。这种补偿方法的电容器称作串联电容器，应用于高压远距离输电线路上，用电单位很少采用。并联补偿是把电容器直接与被补偿设备并接到同一电路上，以提高功率因数。这种补偿方法所用的电容器称作并联电容器，用电企业都是采用这种补偿方法。按电容器安装的位置不同，通常有三种方式。 （1）集中补偿电容器组集中装设在企业或地方总降压变电所的6～10kV母线上，用来提高整个变电所的功率因数，使该变电所的供电范围内无功功率基本平衡。可减少高压线路的无功损耗，而且能够提高本变电所的供电电压质量。 （2）分组补偿将电容器组分别装设在功率因数较低的车间或村镇终端变配电所高压或低压母线上，也称为分散补偿。这种方式具有与集中补偿相同的优点，仅无功补偿容量和范围相对小些。但是分组补偿的效果比较明显，采用得也较普遍。 （3）就地补偿将电容器或电容器组装设在异步电动机或电感性用电设备附近，就地进行无功补偿，也称为单独补偿或个别补偿方式。这种方式既能提高为用电设备供电回路的功率因数，又能改善用电设备的电压质量，对中、小型设备十分适用。 3.无功补偿技术在供电系统中的应用 3.1变电站无功补偿技术 变电站是一个供电区域的供电中心，用不同电压等级的配电线路向用户供电。按照“分级补偿，就地平衡”的原则，配电线路和电力用户应该基本达到无功功率平衡，不向变电站索取无功电力。容性无功补偿装置以补偿主变压器无功损耗为主，并适当兼顾负荷侧的无功补偿。容性无功补偿装置的容量可根据主变压器容量来确定，可按主变压器容量的10％～30％配置，并满足220～500kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95的要求。当主变压器单台容量为40MVA及以上时，每台主变压器应配置不少于两组的容性无功补偿装置。变压器为建立并维持交变磁场所需消耗的无功功率约占30％，一般约为其额定容量10％～15％，他的空载无功功率约为满载时的1/3。变压器的无功功率损耗由两部分组成，励磁支路的无功功率损耗和绕组漏抗中的无功功率损耗。励磁支路的无功功率损耗与变压器所施加的电压有关，绕组漏抗中的无功功率损耗与变压器的通过功率成比例。无功功率不宜长距离输送，所以一般在超高压枢纽变电站主变压器低压侧安装无功补偿装置来满足无功功率的就地平衡，使其平衡在系统额定电压运行水平。 3.2配电线路的无功补偿 （1）以分支线路所带配电变压器的空载无功损耗来确定分组补偿容量；（2）选择负荷较大的分支线确定补偿点；（3）小分支和个别配电变压器，可视为主干线上的近似均匀分佰负荷，可按需要确定补偿点和补偿容量；（4）所有配电变压器的负载无功损耗均以用户自
现代生产和现代生活离不开电力。电力部门不仅要满足用户对电力数量不断增长的需要，而且也要满足对电能质量上的要求。所谓电能质量，主要是指所提供电能的电压、频率和波形是否合格，在合格的电能下工作，用电设备性能最好、效率最高，电压质量是电能质量的一个重要方面，同时，电压质量的高低对电网稳定、经济运行也起着至关重要的作用。 1 电压与无功补偿 电压顾名思义就是电(力)的压力。在电压的作用下电能从电源端传输到用户端，驱动用电设备工作。 交流电力系统需要电源供给两部分能量，一部分将用于作功而被消耗掉，这部分电能将转换为机械能、光能、热能或化学能，我们称 为“有功功率”。另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有作功，由电能转换为磁能，再由磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部分能量我们称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运转。在电力系统中，除了负荷无功功率外，变压器和线路的电抗上也需要大量无功功率。
国际电工委员会给出的无功功率的定义是：电压与无功电流的乘积 为无功功率。其物理意义是：电路中电感元件与电容元件活动所需要的功率交换称为无功功率。
我们以电感元件和电容元件的并联回路来说明这个问题，见图1a，在电压的作用下，电感回路中电流滞后电压90°，而在电容回路中电流却是超前电压90°，即在同一电压作用下，任一瞬时，IL和IC在时间轴对称。我们将每一瞬间电感上的电压与电感电流IL相乘得到电感的功率曲线PL(图1b)，同样的，将电容上的电压与电容电流IC相乘得到电容的功率曲线PC(图1c)。 如图2a所示，功率在第二个和第四个1/4周期内电感在吸收功率，并把所吸 电感收的能量转化为磁场能量；而在第一和第三个1/4周期内