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摘要：在电力系统中，存在着消耗大量无功功率的设备，这些设备的使用会使电力系统电压产生激烈的波动，例如冲击性的无功功率负载：轧钢机，电弧炉电气化铁道等。同时用户中又有对系统电压稳定性有较高要求的精密设备：如计算机，医用设备等。如果无功功率不能及时控制，就会对电网电压造成不良影响。另外无功储备的不足会导致电网电压水平的降低。因此，如何快速有效解决电力系统中的无功缺额。具有重要的现实意义。
关键词：配电网；无功补偿；电压；补偿容量
电压是电能的主要质量指标之一。电压质量对电网稳定及电力设备的安全运行影响重大，而无功功率又是影响电压质量的一个重要因素。随着电力系统联网容量的增大和输电电压的提高，输电功率变化和高压线路的投切都将引起很大的无功功率变化，系统对无功功率和电压的调节和控制能力的要求越来越高；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，减少发电费用。
一、配电网无功补偿的方式
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报高的有效方案。一般配电网无功补偿的方式常用的有：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。
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，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压器的无功损耗。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。
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，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。主要目的是提高专用变压器用户功率因数，实现无功的就地平衡，对配电网和配电变压器的降损有积极作用，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压器用户承担。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，这种方案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。
３．杆上无功补偿方式
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补充，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户外并联电容器组安装在架空线路的杆架上（或另行架杆）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的工程问题。
４．用户终端分散补偿方式
目前我国城镇低压用户的用电量大幅增长，企业、厂矿和小区等对无功需求都很大，可直接对用户末端进行无功补偿。这将是最恰当地降低电网的损耗和维持网络的电压水平的有效措施。对于容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备，无功功率宜单独就地补偿。但应满足以下要求：①智能型控制，免维护；②体积小，易安装；③功能完善，造价较低。一般为组柜，一体化装置。
无功功率补偿的方法很多。例如：（1）利用过激励的同步发电机改善用电的功率。（2）同期调相机。（3）静止无功补偿器。（4）电力电容器。但并联电力电容器组作为补偿装置是当前国内外广泛采用的补偿方法，因为其具有安装方便、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小（每千乏损耗约为0.3-0.4％以下）等优点。而其缺点是：电力电容器使用寿命较短，无功出力与运行电压平方成正比。当系统运行电压降低，补偿效果降低。而运行电压升高时，对用电设备过补偿，使其端电压过分提高，甚至超出标准规定，容易损坏设备绝缘，造成设备事故。为弥补这一缺点，应采用相应措施以防止向电力系统倒送无功功率。
补偿低压基本无功功率的电容器组、常年稳定的无功功率、经常运行的变压器且投切次数较少的可以采用手动控制；无功自动补偿装置已经广泛应用，建议采用智能型免维护无功自动补偿装置，具备自动过零投切、分相补偿功能。建议采用晶闸管——交流接触器复合投切电容器型式实现循环投切控制、分相补偿，投切时不产生瞬变，投切时间小于一个周期，不会产生谐振波。
无功补偿容量的确定方法多种多样，但补偿容量的大小取决于电力负荷的大小，特别是用户补偿前负荷的功率因数以及补偿所要求提高的功率因数值的综合来确定。其目的都是要提高配电网的某种运行指标。下面介绍几种确定无功补偿量的方法：
（1）从提高功率因数需要确定补偿容量。
应采用最大负荷平均功率因数，通常将功率因数从０．９提高到１所需的补偿容量，与将功率因数从０．７２提高到０．９所需的补偿容量相当。因此，在高功率因数下进行补偿其效益将显著下降。这是因为在高功率因数下，曲线的上升率变小，因此，提高功率因数所需的补偿容量将要相应的增加。
（2）从降低线损需要来确定补偿容量。
线损是电力网经济运行一项重要指标，在网络参数一定的条件下，其与通过导线的电流平方成正比。但是，加装电容器后，将不会改变补偿前的有功分量。
（3）从提高运行电压需要来确定补偿容量。
在配电线路的末端，运行电压较低，特别重负荷，细导线的线路。加装补偿电容以后，可以提高运行电压，这就产生了按提高电压的要求，选择多大的补偿电容是合理的问题，此外，在网络电压正常的线路中，装设补偿电容时，网络电压的压升不能越限，为了满足这一约束条件，也必须求出补偿容量和网络电压增量之间的关系。
二、配电网无功补偿遇到的问题
随着人们对配电网建设的重视和无功补偿技术的发展，低压侧无功补偿技术在配电系统中也开始普及。静态补偿到动态补偿，从有触点补偿到无触点补偿，取得了丰富的经验。但是在实践中也暴露出一些问题，必须引起重视。
（1）目前无功补偿的出发点往往放在用户侧，只注意补偿用户的功率因数。然而要实现有效地降损，必须从电力系统角度出发，通过计算全网的无功潮流，确定配电网的补偿方式、最优补偿容量和补偿地点，才能使有限的资金发挥最大的效益。
（2）目前１０KＶ配电网的线路上的负荷点一般无表计，记录数据的准确性和同时性无法保证。这对配电网的潮流计算和无功优化计算带来很大困难。
（3）电容器本身具备一定的抗谐波能力，但同时也有放大谐波的副作用。谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响，甚至造成电容器的过早损坏，同时使配电网的谐波干扰更严重。
三、结束语
配电网无功补偿是一项建设性的技术措施，对电网安全、优质、经济运行有重要作用。本文浅析了配电网无功补偿的方式方法，然而，配电网规模巨大，负荷情况复杂，使用环境条件差，因此合理选择无功补偿方案和补偿技术意义重大，实际工程中仍有很多技术问题值得认真分析思考。无功补偿工程是供电企业和产品厂家双方的事情，都应充分重视解决工程中的问题。
参考文献
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