供电系统电能质量的无功补偿

国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定第一章总则第一条电压质量是电能质量的重要指标之一。

电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件，对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要的作用。

为保证国家电网公司系统电压质量，降低电网损耗，向用户提供电压质量合格的电能，根据国家有关法律法规和《电力系统安全稳定导则》、《电力系统电压和无功电力技术导则》及相关技术标准，特制订本规定。

第二条本规定适用于国家电网公司各级电网企业。

所属发电机组并网运行的发电企业、电力用户应遵守本规定。

第三条各电网有限公司、省（自治区、直辖市）电力公司可根据本规定结合本企业的具体情况制订实施细则。

第二章电压质量标准第四条本规定中电压质量是指缓慢变化（电压变化率小于每秒1%时的实际电压值与系统标称电压值之差）的电压偏差值指标。

第五条用户受电端供电电压允许偏差值（一）35kV及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%。

（二）10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。

（三）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。

第六条电力网电压质量控制标准（一）发电厂和变电站的母线电压允许偏差值1．500（330）kV及以上母线正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%；最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压的调节。

2．发电厂220kV母线和500（330）kV及以上变电站的中压侧母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0%—+10%；事故运行方式时为系统额定电压的-5%—+10%。

3．发电厂和220kV变电站的110kV—35kV母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3%—+7%；事故运行方式时为系统额定电压的±10%。

4．带地区供电负荷的变电站和发电厂（直属）的10（6）kV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0%—+7%。

1. 无功冲击对电网和负荷的影响煤矿负荷多为交流传动设备。

且有部分设备如主、副井的铰车，采用交-交变频调速设备或直流调速设备。

铰车属重载起动，无功冲击较大，并伴随大量整数倍和非整数倍的谐波电流产生，功率因数低，给电网供电产生如下问题：1.1 无功冲击产生的不良影响1)使供电母线的电压产生波动，降低机电设备的运行效率。

供电母线电压产生波动时，将使用户的异步电机类负荷转矩随之变化，输入负荷的有功功率下降，影响生产和设备的出力。

2)绞车的快速无功冲击引起母线电压剧烈波动，严重时影响自动化装置的正常工作，闪变对人眼造成刺激，增加疲劳，甚至危及人身安全。

3) 大量无功使系统功率因数较低，浪费大量能源。

1.2 谐波电流对电气设备的危害1) 谐波对旋转电机的影响谐波对旋转电机的主要影响是产生附加损耗，其次产生机械振动，噪声和谐波过电压。

2) 谐波对供电变压器的影响谐波对供电变压器的影响主要是产生附加损耗，温升增加，出力下降影响绝缘寿命。

3) 谐波对变流装置的影响交流电压畸变可能引起不可逆变流设备控制角的时间间隔不等，并通过正反馈而放大系统的电压畸变，使变流器工作不稳定，而对逆变器则可能发生换流失败而无法工作，甚至损坏变流设备。

4) 谐波对电缆及并联电容器的影响，当产生谐波放大时，并联电容器，将因过电流及过电压而损坏，严重时将危及整个供电系统的安全运行。

5) 谐波对通信产生干扰，使电度计量产生误差。

6) 谐波对继电保护自动装置和计算机等也将产生不良影响。

谐波及无功冲击导致的电压波动。

严重影响用户本身及电网用电设备的安全运行，降低了供电电网的电能质量。

特别是电压波动超标，引起供电系统电能质量的变化将会对其他动力负荷产生严重影响，甚至造成其不能正常工作。

必须按电能质量有关标准的规定，应采取综合治理措施。

二. 固定电容补偿2.1固定无功补偿方案是补偿无功功率的常规方法。

装置具有结构简单、经济方便等优点，其补偿无功的容量是设计根据计算的平均负荷大小而确定的，是一个不可调的固定量，通常由电抗器和电容器串联组成，其功能主要是补偿负荷产生的感性无功。

低压电网的无功补偿摘要：近年来，电力负荷增长迅速，造成电力供应紧张的现象，部分省市甚至出现拉闸限电，这对供电公司来讲，尽可能提高输配电设备的能力显得尤为重要；电力用户对电能的质量要求不断提高；减少电费开支、降低生产成本始终是电力用户一个目标。

这些都对提高功率因数提出了迫切的要求。

功率因素是反映电源输出的视在功率有效利用程度的一个基本概念，是用电设备的一个重要指标。

提高用户的功率因数，对于提高电力运行的经济效益和节约电能都具有重要意义。

由于目前我国在配网中普遍采用的变电所低压母线集中补偿和配电变压器低压侧集中补偿等方式，不能补偿低压电网中大量的无功损耗。

本文针对低压网的特点，从工程实际出发，提出了低压线路无功补偿方式及灵敏度分析法与无功分量直接分析法两种计算方法，以确定补偿电容的最佳安装位置和容量，并讨论了实际应用中电容器的在线动态控制。

计算表明，在低压线上投入无功补偿后，大大降低了线损，经济效益显著，可以推广采用。

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率，导致电网中出现大量的无功电流。

无功电流产生无功功率，给电网带来额外负担且影响供电质量。

因此采用无功补偿，提高功率因数、节约电能、减少运行费用、提高电能质量是很有效的措施。

本文对无功补偿的种类、特点、作用以及实际应用中所产生的经济效益等进行了论述。

关键词: 低电压；无功补偿；节电技术；功率因数；经济效益论文类型：调研报告1 绪论1.1 电力客户功率因数的现状在数值上，功率因数就是有功功率和视在功率的比值，既cosΦ=P/S。

要提高功率因数，就必须尽可能地减少无功功率在使用过程中的消耗。

功率因素提高后，可以减少输送电流，减少设备的成本，提高设备资源的利用率，减少资源的浪费。

而功率因数降低，会使线路的电压损失增加，结果负载端的电压下降，严重影响电动机、空调及其它用电设备的正常运行。

特别是在用电高峰季节，功率因数太低，会出现大面积的电压偏低，对工业生产带来很大损失，并严重影响居民的正常生活。

1 绪论1.1概述无功功率补偿，简称无功补偿，在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。

所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。

合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。

反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素[3]。

在配电网中电源供给负载的电功率有有功功率和无功功率两种，有功功率是用电设备将电能转换成其他形式能量以保证正常运行所需的电功率，而无功功率也不是无用的功率，在电网中作用也很大。

接在电网中的大多数用电设备是利用电磁感应实现能量转换和传递的。

如发电机、变压器、电动机等，就是通过磁场来完成机械能与电能之间的转换的。

以异步电动机为例，电机从电网吸收的大部分电功率转换成了机械功率从转轴上输出给了机械设备，这部分功率就是有功功率；而电动机还要从电网吸收另外一部分电功率，用来建立交变磁场，这部分功率不是被消耗，而是在电网与电动机之间不断的进行交换（吸收与释放），这就是无功功率。

在电网中没有纯阻性的设备，因而功率因数都在01之间，而大部分用电设备如电动机、变压器等在运行时因电磁感应原理为建立感应磁场都需要Q＞0的无功功率，此外电网中线路线损、变压器自损（铁损、铜损等）也增加不少无功，无功补偿就是利用电容提供Q＜0的无功来提高功率因数，减少电网输送的无功功率，也就是在电能计量表上减少了电能的消耗，达到节能、降损的目的。

因此，解决无功补偿问题，对提高电能质量，降低电网损耗，节约能源有着极为重要的意义。

1.2课题研究背景随着科学技术发展和人民生活水平的提高，各种类型用电设备得到了广泛的应用，对电压质量的要求也越来越高。

但是，由于配电网结构，运行变化等原因，我国配电网损耗，电压合格率等技术指标与发达国家相比有较大差距。

由于电压不合格等原因造成用户电器烧毁的现象仍然存在，而网损过高使得生产的宝贵电能白白浪费，并且影响电力企业的经济效益。

配电系统无功补偿方法分析发布时间：2021-10-14T03:44:23.215Z 来源：《当代电力文化》2021年19期作者：李刚[导读] 配电网功率因数的优化工作是非常重要的，在运行的过程当中可以利用无功补偿的方式进行运作。

李刚国网黑龙江虎林市电业局有限公司黑龙江虎林市 158499摘要：配电网功率因数的优化工作是非常重要的，在运行的过程当中可以利用无功补偿的方式进行运作。

这对于配电网的功率因数可以产生比较好的补偿性作用，当然也能够尽量地减少在运行的过程当中配电网容易产生的损耗。

本文主要探讨了无功补偿的方式以及配电网的相关内容，还分析了主要的原理。

对比了补偿的方法，从这些补偿的方式当中选择合理的方式，希望能够对这方面的工作有帮助。

关键词：配电系统；无功补偿；方法引言随着电气自动化水平的不断提升，无功补偿技术应运而生，这是一种创新型技术，对电气自动化设备运行电能消耗起到了很好的控制，同时还有效地保障了电气自动化设备的稳定运作和发挥。

无功补偿技术凭借着自身的特点和优势，被广泛应用在电气自动化领域内，推动着电气自动化的发展进程。

1影响功率因数的主要因素（1）在整个电力系统中对于无功功率需求较大的设备就是电感性设备。

这些设备主要以感应电炉、异步电动机为主，因此要想解决无功功率不足的问题不能够仅仅通过提高电力系统的无功功率供给来进行解决，因为这种解决方式将带来较大的资金消耗，违反了经济性原则，必须要对这些设备的运行状态以及相关特征进行透彻的研究与分析，然后再根据分析的结果来确定解决无功功率需求不足的问题。

通过对用电部门发布的调查数据报告进行分析可知异步电动机在工矿企业中所消耗的无功功率占到了70％；对于异步电动机而言，运行状态下如果没有与负载进行连接其内部的无功功率占总功率的百分比大概为70%。

因此解决异步电动机功率因素低的方法就是增加异步电动机的负载，企业的设备管理人员需要避免异步电动机长期处于空载状态。

无功补偿的合理配置原则电力系统运行的经济性和电能质量与无功功率有着密切的关系，无功功率是电力系统一种不可缺少的功率。

大量的感性负荷和电网中的无功功率损耗，要求系统提供足够的无功功率，否则电网电压将下降，电能质量得不到保证。

同时，无功功率的不合理分配，也将造成线损增加，降低电力系统运行的经济性。

低压电力用户量大面广，其负荷的功率因数又大都比较低，因此在低压电网中开展无功功率的就地补偿是整个电力系统无功补偿的重要环节。

根据电力网无功功率消耗的规则，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网（0.4KV）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，应按分级补偿，就地平衡的原则，合理布局。

1、高压补偿与低压补偿结合，以低压为主；2、集中补偿与分散补偿结合，以分散为主（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）；3、调压与降损相结合，以降损为主（对于无功补偿的主要目的是改善功率因数，减少线损，调压只是一个辅助作用）。

从以上补偿原则看出，补偿装置愈接近电动机或其他电力设备，无功电流通过的变配电设备愈少，通过的线路愈短，补偿愈彻底，节能效果愈显著。

电动机无功就地补偿技术在国外如英、美、日、法和瑞典等一些发达国家推广使用已有几十年的历史。

日本为便于推广使用就地补偿装置于1997年就将串联电容器、电抗器、放电电阻联合在一起，为防止高次谐波对电容器的危害，还规定了使用范围。

日本东京电力公司规定，每台大容量的电动机都要装设低压进相电容器,当负荷为100%时，功率因数应补偿到0.95,但凡低压三相异步电动机，必须全部开展就地补偿。

我国在上世纪八十年代初，对配电网变压器低压侧实行强制性电容器补偿装置以来，直到八十年代末，所使用的无功补偿设备，不外乎采用下述两种方法：一是人工投切电容器组，二是用电磁开关自动投切电容器组，前者不仅劳动强度大，而且无法准确地按运行要求投切，造成欠补或过补，不能真正地改善用电质量；后者由于很难控制投切瞬间造成较大的合闸涌流和分闸过电压，对电容器和用电设备造成危害。

电网的无功补偿与电压调整摘要：目前，随着我国电力企业的快速发展，我国电网的管理也需要进一步的加强，电压是确保电力系统的安全经济运行，电压的合格率是考核电力企业的一个重要标准，无功补偿也是提高电压合格率的一种方式。

为了保证电网的稳定运行，本文就对电网的无功补偿与电压调整措施进行探讨。

关键词：电网；无功补偿；电压；调整近些年来，我国电力行业的规模随着经济的发展不断扩大，当然，科技水平的发展也是电力需求量增加的一大助力，随着电力的广泛应用，电力系统的安全性至关重要，直接影响到人类正常的生产生活，而电力系统的电压是电能质量评价体系的重要指标，由于用电量的不断增加，电力结构和电力负荷都发生了变化，所以，现在对电网电压管理和无功补偿措施进行了深刻的分析及探究。

1 电网无功电压管理过程中的问题1.1 电网无功电压技术问题这种技术问题的出现，主要的原因是无功补偿的容量过小导致的。

通过查看国家制定的《电网系统技术原则》中的一些要求和规定，通常情况下，以220kV为分界点，小于分界点的电压需以0.3倍大小对设备进行无功补偿。

从现在的情况进行分析，发现我国电压整体趋势偏高，只有很少的电容器能被应用，这种情况，不但影响对电压的管理能力，也会对其他高档设备的运行产生阻碍作用。

除此之外，还有一个显而易见的问题存在，就是电容器配置不到位的情况。

究其原因，大多是因为超负荷所引起的，直接影响了我国的电力系统的正常运行。

1.2 对于设备管理责任意识不明对于电网无功电压设备保護[B1]的过程中，往往偏重于对自身的保护，却很少重视数据系统的完善和安全，对于设备装置进行调度的过程中，会常常因为保护不周全，设计方案缺乏合理性能，无法建立整套的电网保护方案。

不仅如此，保护电网和进行调度的员工，往往因为疏忽或者是其他原因，对设备的管理达不到使用标准，一旦出现问题，找不到相关人员进行解决，责任制度模糊；最主要的原因是，调度工作者自身的综合素质和专业技术有待提升，大多数只是按照以往的工作经验进行事故处理，很少进行科学的核查；当然，还有许多问题需要进一步完善和解决，这些原因严重制约了我国电网建设的规范性和真实性，不利于电力事业的持续健康发展。