应用无功补偿技术实现供用电双方共赢研究

陈保平

摘要：所谓无功补偿,就是借助无功补偿设备向电网中提供必要的无功功率,达到提高电网的功率因数,降低能耗,改善电网电压质量的目的。随着此项技术的不断发展,若能够在电网技术改造过程中,科学地应用无功补偿技术,让电网内的无功功率得到就地平衡,可降低电能在输配电线路上传输时的损耗,可提高全电网的功率因数,达到节约电能的效果。本文对应用无功补偿技术实现供用电双方共赢进行分析，以供参考。

关键词：无功补偿；供用电；双方共赢

引言

无功补偿技术在采矿供电系统中广泛应用的优势条件，不仅能够减少线路损耗、提升供电性能，而且可以减少用电事故发生次数、减少不必要的电力资源浪费，在采矿企业实现经济效益最优化上发挥着不可取代的作用。基于此，在其实际应用中有关企业应依据具体需求，择优选取相应的无功补偿方式。

1无功补偿的概念和基本原理

无功补偿技术指的是通过在电力调度过程中使用相关电网设备，使运输过程中尽可能没有运输功率产生，并在一定程度上提升电网运输的效率，从而减少电能运输中电量消耗，为人们的生产生活提供更加稳定的电压质量。电力调度无功补偿技术的关键在于电网在运输过程中产生一定无功功率，采用无功技术在电力设备中产生相应的磁场。例如，电力运输经过变压器时由电变磁再变电的内容，保证变压器在一次线圈中产生磁场、二次线圈中产生电压的能力。提升变压器中电与磁的感应效率，从而对整个电网的电力调度功率进行提升。多数情况下，电网中电力调度的无功补偿功率处于降低水平，即使用电设备可以获得足够功率，也无法保证其持续工作在额定功率下，从而使用电设备经常处于低电压的工作状态，影响电力的使用效益与设备的工作质量。一般电能从电厂产生经过电力调度运输后，即使采用变压器先升压后降压方式来降低运输损耗，电力调度中的无功功率还是会下降很多，无法满足用户对稳定电压的负载需求。

2无功功率含义

针对采矿供电系统来讲，其中大负载的设备有很多例如提升机、通风机等，这些设备的运行均是以电磁感应定律为依据的。出于在供电系统构建由于交流变换而生成的磁感应电磁通与电磁场，让磁能与电能之间能够自行转换，在电网中则要确保无功功率，其中的无功功率不可以和其他形式功率之间发生变换。出于在电动机中能够达到转子转动的目的，则需要在启动电动机时将无功功率从供电系统中获取，进而在其内部磁场产生转动由此启动电动机。若想让变压器二次侧可以生成感应电动势，那么变压器则需要在供电系统中得到无功功率，进而在去一次侧产生交变磁场，变压器能够实现电压调整。因此，在采矿供电系统中无功功率所具有的意义十分巨大，能实现和其系统相连接并且会一直存在。可是现阶段电力传导系统，在制造时就无法有效控制传导电力大小，而且也无法改变，因此若想传导大量无功功率，必然会在一定程度上降低有功功率所具备的传导能力；与此同时在供电系统中会进入大量的无功功率。这样大多数电力设备会降低其功率因数，难以达到额定标准而且在供电系统中会消耗大量的电能，由于大量谐波的产生使得统波十分不稳定。对于电路而言，要是电压超前于电流，导致生成的无功功率具有感性特征。要是电流与电压相比超前，则会导致无功功率具有容性特征。相比于电源频率和频率，相同于基波频率的无功功率则属于基波无功功率，若是不同的则属于谐波无功功率。

3无功补偿与节能降耗的关系

3.1无功功率在电网运行中的重要性

电网在运行时,电源供给的无功功率是电能转换为其他形式能源的前提,它是电能进行输送、转换的必要条件。没有它,变压器就不能改变电压、输送电能;没有它,电动机的旋转磁场就建立不起来,电动机就无法转动,因此电网中不可能不存在无功功率。但是,若从发电厂长距离将无功功率一直输送到用户端,又会造成电网有功功率的损耗增加,电压质量的降低,这不仅影响电力网的安全经济运行,而且也会影响用户产品的质量。

3.2无功补偿为什么能降低电能损失

提高电网的功率因数,可以减少用电设备在电网中的无功功率需要量。如果我们能够根据用电设备消耗无功的多少,在负荷较集中、无功消耗较多的地点增设了无功功率电源点,使无功的需求量就地得到解决,电网中的功率因数就会升高,从而可以减少由于无功功率在输配电网络的传输过程中造成的能量损耗和电压降落,既提高了电压质量,又减少了电能损耗,可谓一举两得。

4无功补偿在节能降耗中的作用

无功补偿技术能够显著提升电能配置的效率。电力资源供应总量与区域用电量大小密切相关。当电能供应总量大于区域峰值最大用电量时，电网中的无功功率就会上升。根据各区域无功功率消耗量大小，灵活配置无功功率电源点，使电网中快速升高的无功功率快速回落。通过该方法补偿电网中的无功功率，以增加电网中有功功率的占比，提升功率因数。电磁元件和电容容器能够减少发电、供电设备的设计容量，降低供电总量。在电网建设中，充分考虑无功功率对供电容量的积极影响，在设备采购功率上可以做出适当调整，节省电网建设成本。

5无功功率的补偿情况

无功功率异常对供电电压及供电频率将会产生一定的影响，因此，使电网中存在的无功功率同无功功率负荷相抵消，平衡无功功率至关重要。电源发出一定的无功功率，使无功功率在减去设备负荷和效率损耗功率后保证相对稳定的正数水平，额外提供的无功功率能够为设备正常运行提供备用功率，从而全面保证电网功率因数的相对稳定。电网中的无功功率主要有两种产生方式，一种为电源直接发出，另一种则是通过无功补偿装置在供电末端直接提供，当无功功率处于决定平衡时电源提供的无功功率与电路负荷相抵消，这时对应的电压值为U_n；当无功功率补偿容量低于电网负荷时，电压明显低于正常值。为实现无功补偿设备的合理配置，应当根据各区域具体用电需求和无功功率利用情况进行调整。整体而言，在农村地区长距离低压供电对无功补偿设备的需求量更大。在无功功率的补偿方面，电源能够提供的无功功率相对有限，各地区仍然需要根据用电量大小和电网负荷的紧急程度进行有序整改。通过分散安装无功功率补偿器，提升电路供电应对无功功率负荷的能力。针对变电设备、异步电动机等无功功率负荷量较高的设备，在线路上适当加装无功功率补偿器，减少因相关设备运转增加的电网中无功功率消耗量。

某采矿企业针对其供电系统中提升、通风、循环等大负载的用电设备进行升级改造，合理改善和利用无功功率，不仅提高了电气设备的效率，而且还较大幅度的降低了电能损耗，降低了电能成本，起到了良好的成效。

在现代科学技术快速发展的背景下，通过优化电力系统软件，能够在一定程度上加快电力的发展速度，让电力能够真正实现电力系统的运程控制，充分凸显出实时监测的功能，切实保证电力系统运输中的稳定性。同时，通过不断引入新的技术来优化电力系统，从源头上减少电力系统的电力损耗，不断提高设备的使用寿命，实现供电电双方共赢，有效推动我国的电力行业更好的发展。

结束语

综上所述,科学地应用无功补偿技术,对供电企业和用户来说,可以降低电网和用电企业内部损耗、改善电能质量、提升产品质量水平,在电能紧缺时期提高供电能力,缓解供需矛盾,实现了经济效益和社会效益双丰收。

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