胡文慧

(廣州供電局有限公司,廣州 510000)

1 配電網(wǎng)的無功補償

1.1 配電網(wǎng)無功補償裝置

電力電容器是配電網(wǎng)的主要無功電源，目前，并聯(lián)電容器是使用最為廣泛的一種補償裝置，無功補償出現(xiàn)了一些新的技術(shù)運用，比如，建立在智能控制策略基礎(chǔ)上的晶閘管投切電容器補償裝置、綜合潮流控制器、靜止無功發(fā)生器、電力有源濾波器以及晶閘管控制電抗器靜止無功補償裝置等。

1.2 配電網(wǎng)無功補償?shù)姆绞?/h3>

配電網(wǎng)無功補償?shù)姆绞街饕幸韵聨追N：

1.2.1 集中補償方式

大部分具有一定發(fā)展規(guī)模的企業(yè)會在變電站的低壓側(cè)母線、總進線以及主饋線上安裝并聯(lián)電力電容裝置，主要是進行無功集中補償。

集中補償方式能夠?qū)﹄妷簩嵤┘姓{(diào)整控制，同時也使供電部門滿足了用戶提出的對功率因數(shù)進行規(guī)定的要求。單純的集中補償方式，雖然會導(dǎo)致上一級線路中沒有無功電流經(jīng)過，但是不會對下一級無功電流產(chǎn)生任何影響。

1.2.2 分散補償方式

分散補償方式也稱為分組補償方式，該方式主要是根據(jù)每位用戶的各個負荷中心，將補償裝置細分成幾組，并將其安裝在功率因數(shù)相對比較低的配電所高壓、村鎮(zhèn)終端變、車間配電室、低壓母線或者變電所分路出線上。分散補償方式的裝置更加接近負荷末端，有助于降低電能損耗。

1.2.3 個別補償方式

個別補償方式也稱為就地補償方式。該方式主要是根據(jù)個別用電設(shè)備對無功功率的實際需求量，將電容器組和用電設(shè)備并聯(lián)起來。電容器可以與用電設(shè)備共同使用一套斷路器，或者電容器獨立使用一套電容器，利用控制裝置。用電設(shè)備以及保護裝置的同時投切，因此，個別補償方式也稱為隨機補償方式。

該補償方式能夠最大幅度地降低符合端電能的損耗，不僅有助于提高線路的功率因數(shù)，同時也極大地提高了用電設(shè)備的電壓質(zhì)量；第四，混合補償方式?；旌涎a償方式是個別補償、集中補償與分組補償三種方式中二種以上方式的組合。

1.3 配電網(wǎng)絡(luò)無功補償?shù)囊饬x

無功補償是電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的重要構(gòu)成部分，無功補償是保證供電網(wǎng)絡(luò)無功平衡的重要保障，有助于提高電壓的質(zhì)量，降低網(wǎng)絡(luò)電能的損耗。采用配電網(wǎng)絡(luò)無功補償具有以下意義：首先，節(jié)能降耗。

利用補償裝置提供無功功率，將無功功率從原先的cosφ1提高到cosφ2，此時有功功率損耗大約降低：ΔP(%)=[1-（cosφ1/ cosφ2）2]×100，這樣極大地減少了變壓器和線路的電能損耗，有助于提高配電網(wǎng)的經(jīng)濟性。其次，提高安全性。在進行無功補償時，可以通過以下兩種方式來提高電力系統(tǒng)的安全性：

第一，濾除諧波、控制涌流。濾波電容器和補償回路中串聯(lián)的電抗器組成了LC 濾波回路，能夠有效地濾除5 、7 等高次諧波，提高了電網(wǎng)環(huán)境質(zhì)量，促使電力設(shè)備能夠安全穩(wěn)定運行；第二，補償之后，電力系統(tǒng)的電流大約會降低30% 左右，設(shè)備承受的實際電流也會減少，這樣有效地避免了因電流過大而引發(fā)的電氣事故的發(fā)生。最后，促進生產(chǎn)。

如果配電點與電氣設(shè)備之間的距離比較遠，且線路過長，引入較大的無功電流則產(chǎn)生較大的壓降，從而導(dǎo)致電氣設(shè)備運行困難。采用無功補償之后，阻止了無功電流在電線回路中流動，極大地改善了電壓的質(zhì)量，增強了輸送有功功率的能力，也解決了電氣設(shè)備因電壓過低所引發(fā)的運行困難的問題，大大地減少了配電點搬家次數(shù)，提高了生產(chǎn)效率。因此，加強對配電網(wǎng)絡(luò)無功補償?shù)难芯烤哂蟹浅Ｖ匾默F(xiàn)實意義，配電網(wǎng)的管理人員需要加強對配電網(wǎng)絡(luò)無功補償?shù)闹匾?，加強無功補償管理。

2 傳統(tǒng)的無功補償投切控制器中存在的問題

傳統(tǒng)的容性無功補償設(shè)備中的投切控制器在判斷無功補償設(shè)備能否進行投切時，主要是根據(jù)電氣設(shè)備電流的負荷。控制原理是通過低壓側(cè)母線上的電流互感器獲取電流信號，或直接通過變壓器的三相數(shù)字化電流表獲取電流信號，再通過電流信號比較板驅(qū)動可控硅進行投切繼電器操作。

這種操作方式雖然具備可靠性和可操作性，且動作的靈敏度較高，但是經(jīng)常出現(xiàn)投切過于頻繁的情況，尤其是當變壓器的負荷運行在75%左右時，經(jīng)常會出現(xiàn)投切控制頻繁閃斷的情形，從而對控制器、電容器產(chǎn)生了極大的破壞、因為這種投切控制器的頻繁使用，提高了控制器和電容器的損壞率。目前采用的是兩種最新技術(shù)，對自動投切系統(tǒng)、電容器進行了升級，保證了無功補償系統(tǒng)的安全高效運行。

3 電容器監(jiān)測系統(tǒng)

由于電容器的結(jié)構(gòu)相對比較簡單，所以在觀測變壓器低壓負荷采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)時，也對電容器的三個項目數(shù)據(jù)進行了采集，即超聲噪音、溫度和電容值。在采集超聲噪音時，主要是采用壓阻式超聲探頭與聲音分離卡，可以將電容器發(fā)出的20～75kHz 的聲音信號分離出來。

因為在這個波段下，基本是聽不到任何因周圍變壓器鐵芯、開關(guān)母線的電應(yīng)力作用而產(chǎn)生的噪音和振動，而電容器內(nèi)部的擊穿、漏電以及電弧等古戰(zhàn)產(chǎn)生的聲音相對比較清晰。SCM系統(tǒng)會通過獲取到的聲音信號，詳細地記錄電容器內(nèi)部發(fā)出的聲音、音量以及發(fā)生頻率。

可以使用GSM/GPRS 通訊系統(tǒng)將這些信息及時發(fā)送到調(diào)度中心。調(diào)度中心再根據(jù)這些數(shù)據(jù)判斷電容器的故障程度，最后再決定是否需要維修或者更換電容器。溫度信號采集相對比較容易理解，系統(tǒng)也相對比較簡單。SCM 系統(tǒng)可以直接讀取數(shù)字化溫度表上顯示的度數(shù)，利用GSM/GPRS 通訊系統(tǒng)及時發(fā)送到調(diào)度中心。

如果此時電容器溫度突然升高，則說明電容器出現(xiàn)了故障，應(yīng)該及時采取有效措施進行處理。通過電容值信號能夠反映出電容器的性能，如果電容器的電容值出現(xiàn)了變化，則說明電容器已經(jīng)損壞。

這一信號主要是通過電容器綜合保護系統(tǒng)中的SCM系統(tǒng)進行信號采集、匯總之后，再利用GSM/GPRS 通訊模塊將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到調(diào)度中心。使用電容器監(jiān)測系統(tǒng)，能夠保證調(diào)度中心隨時可以查看任何一臺電容器的運行狀況與故障狀況，可以及時發(fā)現(xiàn)故障，制定有效的措施解決問題。

4 SCM 智能化投切控制器

SCM 智能化投切系統(tǒng)主要是采用無功負荷與電壓的雙重標準，充分發(fā)揮了SCM的計算功能，對容性的無功功率補償設(shè)備進行投切操作。因為無功功率增加情況是，電力系統(tǒng)增加的是電壓，不是電流。

換言之，不能通過電流的增加判定電力系統(tǒng)無功功率增加，如果簡單地通過電流的變化判斷無功功率補償設(shè)備是否進行投切，是非常武斷的行為，也無法得到最佳狀態(tài)。同時，民用電的無功功率變化非常復(fù)雜，還經(jīng)常會出現(xiàn)各相間負荷不均以及無功功率不均的問題。

在判斷電壓時，將U作為額定功率，設(shè)置了1.17U，1.15U，0.95U，0.85U四檔，以400V無功補償為例進行分析，設(shè)置的四個界限分別是428V，420V，380V和340V，如果電壓達到了428V 以上或340V以下時，智能化系統(tǒng)會發(fā)出斷路器跳閘的信號，從而對末端設(shè)備進行過壓保護。

在智能化投切模式的作用下，可以優(yōu)化投切容量，比如，在400kVA的變壓器低壓側(cè)安裝3 組3伊10kVar 的補償，此時智能投切控制器可以選擇投入1組、2組或者3組。這種智能化投切模式下，能夠準確判斷投切區(qū)間，進行精細化的投切。

5 配電網(wǎng)無功補償建設(shè)應(yīng)注意的問題

5.1 供電無功管理要無縫覆蓋

目前供電部門采取“按功率因數(shù)增收或減收電費”的管理方式，對無功管理采用簡單的懲罰措施，從而導(dǎo)致電費收取管理工作管理不到位。因此供電部門應(yīng)該加強對電費收取工作的管理，勇于承擔(dān)節(jié)能環(huán)保的社會職責(zé)，對電力大宗用戶，尤其是具有無功管理潛力的用戶，應(yīng)該指導(dǎo)和督促用戶采取有效措施，提高功率因數(shù)。

供電管理部門其帶頭作用，將用電節(jié)能管理人員、設(shè)計人員、運行人員以及調(diào)度部門的負荷分析人員組成專家團，采用 “專家會診”的方式。走進基層，全面了解配電設(shè)備運行狀況、現(xiàn)場布置、大型用電設(shè)備的型號以及生產(chǎn)運行方式，了解接線方式和饋線路徑，及時掌握第一手資料。根據(jù)具體問題，制定針對性措施，有效解決用戶無功補償工作中存在的問題。

5.2 配電無功管理要主動承接

配電網(wǎng)的領(lǐng)導(dǎo)需要加強對配電無功管理工作的重視，條件較好的單位可以配置專職負荷管理人員，這樣有助于優(yōu)化無功管理工作。仔細分析和計算無功負荷，合理調(diào)整補償裝置的配置以及補償運行方式；分析和總結(jié)上個月的無功負荷運行狀況，制定切實可行的措施；對下個月的無功負荷進行分析和預(yù)測，提前制定防范措施。

對于規(guī)模較小的配電用戶可以配置兼職負荷管理人員，并實施技術(shù)培訓(xùn)。另外，可以將無功考核量化到負荷管理人員的職責(zé)中，這樣有助于督促管理人員提高工作質(zhì)量和工作效率，從而提高無功管理水平。

6 結(jié)語

綜上所述，無功補償有助于提高配電網(wǎng)的電壓水平，有效地提高電能質(zhì)量，極大地增強了配電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性，提高了電力設(shè)備了功率輸出，也提高了生產(chǎn)水平。同時，對配電網(wǎng)系統(tǒng)進行合理的無功補償，能夠提高功率因數(shù)，保證無功功率的平衡，也最大幅度地降低了配電網(wǎng)的電能損耗，所以，補償功率是節(jié)能降耗的一種有效途徑，因此，需要加強對無功補償?shù)难芯亢椭匾暋?/p>

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