一、無功補償及其特點

1. 無功補償及作用

無功補償是指為滿足電力網(wǎng)和負荷端電壓水平及經(jīng)濟運行的要求必須在電力網(wǎng)和負荷端設(shè)置的無功電源如電容器、調(diào)相機等。

2. 無功補償?shù)奶攸c

企業(yè)中的異步電動機、變壓器等電感性負荷是取用無功功率最多的設(shè)備。取向電網(wǎng)的無功功率量，異步電動機占60%左右；變壓器占20%左右；整流設(shè)備、電抗器及架空供電線路等占20%左右。因此，可以得出結(jié)論，企業(yè)的無功功率主要消耗在異步電動機、變壓器和架空供電線路中。為了補償企業(yè)供用電設(shè)備所需的無功功率，采用靜態(tài)或動態(tài)無功補償方式，提高企業(yè)的用電功率因數(shù)，使企業(yè)的供用設(shè)備經(jīng)濟合理運行。

二、電力無功補償技術(shù)

1. 電力負荷的功率因數(shù)

功率因數(shù)是指電力網(wǎng)中通過線路、變壓器的視在功率供給有功功率所占百分數(shù)。在電力網(wǎng)的運行中，希望功率因數(shù)越大越好，如能做到這一點，則通過電力設(shè)備的視在功率將大部分用來供給有功功率，以減少無功功率的傳輸，減少有功功率損耗。適當(dāng)提高用戶的功率因數(shù)，可以充分發(fā)揮供電設(shè)備的生產(chǎn)能力、減少線路損失、改善電壓質(zhì)量。

影響功率因數(shù)的主要因素：首先我們知道功率因數(shù)的產(chǎn)生主要是因為交流用電設(shè)備在其工作過程中，除消耗有功功率外，還需要無功功率。當(dāng)有功功率P一定時，如減少無功功率Q，則功率因數(shù)便能夠提高。在情況下，當(dāng)Q為零時，則其功率因數(shù)為1。因此，提高功率因數(shù)問題的實質(zhì)就是減少用電設(shè)備的無功功率需要量。

2. 并聯(lián)電容器補償無功功率的作用及方法

電力電容器作為補償裝置有兩種方法：串聯(lián)補償和并聯(lián)補償。串聯(lián)補償是把電容器直接串聯(lián)到高壓輸電線路上，以改善輸電線路參數(shù)，降低電壓損失，提高其輸送能力，降低線路損耗。這種補償方法的電容器稱作串聯(lián)電容器，應(yīng)用于高壓遠距離輸電線路上，用電單位很少采用。并聯(lián)補償是把電容器直接與被補償設(shè)備并接到同一電路上，以提高功率因數(shù)。這種補償方法所用的電容器稱作并聯(lián)電容器，用電企業(yè)都是采用這種補償方法。按電容器安裝的位置不同，通常有三種方式。

1. 集中補償電容器組集中裝設(shè)在企業(yè)或地方總降壓變電所的6～10kV母線上，用來提高整個變電所的功率因數(shù)，使該變電所的供電范圍內(nèi)無功功率基本平衡?？蓽p少高壓線路的無功損耗，而且能夠提高本變電所的供電電壓質(zhì)量。

2. 分組補償將電容器組分別裝設(shè)在功率因數(shù)較低的車間或村鎮(zhèn)終端變配電所高壓或低壓母線上，也稱為分散補償。這種方式具有與集中補償相同的優(yōu)點，僅無功補償容量和范圍相對小些。但是分組補償?shù)男Ч容^明顯，采用得也較普遍。

3. 就地補償將電容器或電容器組裝設(shè)在異步電動機或電感性用電設(shè)備附近，就地進行無功補償，也稱為單獨補償或個別補償方式。這種方式既能提高為用電設(shè)備供電回路的功率因數(shù)，又能改善用電設(shè)備的電壓質(zhì)量，對中、小型設(shè)備十分適用。

三、無功補償技術(shù)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

1. 變電站無功補償技術(shù)

變電站是一個供電區(qū)域的供電中心，用不同電壓等級的配電線路向用戶供電。按照“分級補償，就地平衡”的原則，配電線路和電力用戶應(yīng)該基本達到無功功率平衡，不向變電站索取無功電力。容性無功補償裝置以補償主變壓器無功損耗為主，并適當(dāng)兼顧負荷側(cè)的無功補償。容性無功補償裝置的容量可根據(jù)主變壓器容量來確定，可按主變壓器容量的10%～30%配置，并滿足220～500kV主變壓器負荷時，其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95的要求。當(dāng)主變壓器單臺容量為40MVA及以上時，每臺主變壓器應(yīng)配置不少于兩組的容性無功補償裝置。變壓器為建立并維持交變磁場所需消耗的無功功率約占30%，一般約為其額定容量10%～15%，他的空載無功功率約為滿載時的1/3。變壓器的無功功率損耗由兩部分組成，勵磁支路的無功功率損耗和繞組漏抗中的無功功率損耗。勵磁支路的無功功率損耗與變壓器所施加的電壓有關(guān)，繞組漏抗中的無功功率損耗與變壓器的通過功率成比例。無功功率不宜長距離輸送，所以一般在超高壓樞紐變電站主變壓器低壓側(cè)安裝無功補償裝置來滿足無功功率的就地平衡，使其平衡在系統(tǒng)額定電壓運行水平。

2. 配電線路的無功補償

1、以分支線路所帶配電變壓器的空載無功損耗來確定分組補償容量；

2、選擇負荷較大的分支線確定補償點；

3、對于小分支和個別的配電變壓器，可視為主干線上的近似均勻分佰負荷，可按需要確定補償點和補償容量（補償空載無功損耗）；

4、所有配電變壓器的負載無功損耗均以用戶自主補償為主，如果用戶未進行補償或補償容量不足，仍需向主干線索取無功。

從以上分析可見，線路的補償容量是按配電變壓器的空載無功損耗來確定的。帶上負載以后，如果用戶補償設(shè)備投人不足，線路就會處于欠補償狀態(tài)。這雖然不是補償方式，但可以達到補償無功需求量70%左右的水平，對于目前我國的配電線路來講，能做到也不容易了。研究表明，輸電線路的無功過剩部分（充電無功與線路消耗的無功之差）應(yīng)在本線路的兩端等量補償，即在本線兩端等量動態(tài)就地平衡。無功就地（分層）動態(tài)平衡指的是哪里有無功負荷就在哪里補償，有多少無功負荷就補償多少，什么時候用就什么時候補償。

3. 電力用戶的無功補償

電力用戶進行無功補償?shù)哪康?，主要有兩個方面：一是通過無功補償，使用戶內(nèi)部供電網(wǎng)絡(luò)的無功線損降到限度，以求獲得的降損節(jié)電效益；二是通過補償，達到國家規(guī)定的功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并爭取獲得更多的電費獎勵。加強用戶側(cè)無功補償?shù)墓芾砗凸?jié)能降損宣傳力度，使用戶認識到即使是未進行功率考核的小容量用戶，加強無功補償可以減少內(nèi)部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗，因而相應(yīng)可以減少電費的支出。因此，在確定奉單位應(yīng)達到的功率因數(shù)水平后，應(yīng)分析并確定采用的補償方式和補償容量電力用戶的無功補償方式，根據(jù)用戶的供電規(guī)模（有大、中、小之分）和供電方式（有高壓供電和低壓供電之分），分為三種形式：集中補償、分組補償和個別補償。

四、結(jié)束語

綜上所述，無功補償是節(jié)約電能和提高供電質(zhì)量的重要措施。值得一提的是，多數(shù)企業(yè)從滿足供電要求出發(fā)，僅對各級變電所進行無功補償，對無功分散補償重視不夠。不同的無功補償方案，技術(shù)要求、補償效果、投資大小不同。